生产石墨烯材料

大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础,发展简单可控的化学制备方法是一种方便、可行的途径,这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰包括：将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，发展出石墨烯及其相关材料(grapheneandrelatedmaterials)，来实现更多的功能和应用。石墨烯的表面化学性能:由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构，气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象，这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有完美的两维周期平面结构，可以作为一个理想的催化剂载体，金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。在涂料中建议添加量在1~3%左右，可使涂层既具有优良导（静）电性能，又具有优良力学性能和防腐性能。生产石墨烯材料

科学家们逐渐发现碳素材料在硬度、光学特性、耐热性、耐辐射特性、耐化学药品特性、电绝缘性、导电性、表面与界面特性等方面比其它材料优异，可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的特性，如**硬-**软，绝缘体-半导体-良导体，绝热-良导热，全吸光-全透光等，因此具有***的用途。碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，一般可分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和双壁碳纳米管。根据尺寸大小将碳球分为:(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构，直径在2-20nm之间)，如C60，C70等;(2)未完全石墨化的纳米碳球，直径在50nm一1μm之间;(3)碳微珠，直径在11μm以上。另外，根据碳球的结构形貌可分为空心碳球、实心硬碳球、多孔碳球、核壳结构碳球和胶状碳球等。生产石墨烯材料石墨烯矿用托辊复合材料，较传统金属材质具有耐磨性能优良。

可实现高质量石墨烯的大量制备，同时也为兼具特定构造、性能和运用的石墨烯三维体材质的制备提供了一个基本思路。近日，我所纳米与界面催化研究组（502组）金立、傅强和包信和等研究人员与中科院金属所成会明研究员***的研究小组协作，运用本组近来研制的深紫外激光光电子发射显微镜（DUV-PEEM）系统对单层石墨烯生长过程和构造开展了研究，并成功发现，在Pt表面上运用化学气相沉积法(CVD)生长取得的毫米尺寸的单层石墨烯中，具凹角分界的石墨烯片层为多晶构造，存在不同的晶格倾向，而只有凸角分界的石墨烯片层则具理想的单晶构造。该方式作为一个**主要的判据，确证了运用CVD方式能取得大面积、单层、单晶石墨烯。该成果近日刊出在《自然-通讯》NatureCommunications上（(2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/）。我所深紫外激光光发射电子显微镜（PEEM）研制是国家关键科研配备研制项目（“深紫外全固态激光源关键科研配备研制”）资助下得到的**主要成果。

石墨烯的主要应用1、传感器石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。2、晶体管石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定大氏地工作。相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。石墨烯产品广泛应用于电子器件、储能材料、传感器、半导体、航天、复合材料以及生物医药等领域。

在紧身运动衣、瑜珈服、慢跑服、泳装、防晒服、跑步鞋等运动系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、持续导热、防紫外线和高耐磨等特性，从而得到防臭、亲肤、散热、防晒的多功能性运动面料。在无缝内衣、棉纺内衣、婴孕内衣等内衣系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、远红外等特性，从而得到安全、康护、舒适的多功能内衣面料。在床垫、床单、被套、沙发套等家纺系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、防螨、远红外等特性，从而得到安全、康护、舒适的多功能家纺面料。石墨烯内暖纤维长丝、短纤规格齐全，短纤可与棉毛丝麻等天然纤维以及涤纶腈纶等其他各种纤维等其他各种纤维搭配混纺，长丝可与各种纤维交织，制备不同功能需求的纱线面料。在纺织领域，可以制成内衣、内裤、袜类、婴幼服饰、家居面料、户外服装等。石墨烯内暖纤维的用途并不仅限于服装领域，还可以应用于车辆内饰、美容医疗卫材、摩擦材料、过滤材料等。氧化石墨烯还可以应用于锂电正负极材料的复合、催化剂负载等。生产石墨烯材料

氧化石墨含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团，更高的氧化程度，更好的剥离度。生产石墨烯材料

溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中，采用有机溶剂作为反应介质，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。溶剂热法解决了规模化制备石墨烯的问题，同时也带来了电导率很低的负面影响。为解决由此带来的不足，研究者将溶剂热法和氧化还原法相结合制备出了高质量的石墨烯。Dai等发现溶剂热条件下还原氧化石墨烯制备的石墨烯薄膜电阻小于传统条件下制备石墨烯。溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点越来越受科学家的关注。溶剂热法和其他制备方法的结合将成为石墨烯制备的又一亮点。石墨烯的制备方法还有高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等。笔者在以上基础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法，并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势，取长补短，解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题，完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点，也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。生产石墨烯材料