石墨烯是怎样生产的

石墨烯如何生产？石墨烯的生产制备方法有机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、氧化-还原法、溶剂剥离法、溶剂热法、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。前四种最为常用，下面进一步介绍这四种石墨烯生产方法。

机械剥离法

当年Geim研究组就是利用3M的胶带手工制备出了石墨烯的，但是这种方法产率极低而且得到的石墨烯尺寸很小，该方法显然并不具备工业化生产的可能性。

化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积法主要用于制备石墨烯薄膜，高温下甲烷等气体在金属衬底（Cu箔）表面催化裂解沉积然后形成石墨烯。CVD法的优点在于可以生长大面积、高质量、均匀性好的石墨烯薄膜，但缺点是成本高工艺复杂存在转移的难题，而且生长出来的一般都是多晶。

氧化-还原法

氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨（GO），经过超声分散制备成氧化石墨烯，然后加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团后得到石墨烯。氧化-还原法制备成本较低容易实现，成为生产石墨烯的最主流方法。但是该方法所产生的废液对环境污染比较严重，所制备的石墨烯一般都是多层石墨烯或者石墨微晶而非严格意义上的石墨烯，并且产品存在缺陷而导致石墨烯部分电学和力学性能损失。

溶剂剥离法

溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，溶剂插入石墨层间，进行层层剥离而制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高质量的石墨烯。缺点是成本较高并且产率很低，工业化生产比较困难。

石墨烯的生产会越来越好

目前市场上好多厂家生产的石墨烯，石墨片层数目不等，表面存在大量的缺陷和官能团，无论是导电性、导热性还是机械性都跟获得诺贝尔奖的石墨烯是两回事。另外有些厂家在生产过程中添加大量的表面活性剂，有些表面活性剂对粉体导电性影响很大，目前好多“石墨烯”居然连上游原料---石墨的电导率都不如！另外，粉体中含有的大量表面活性剂使得下游应用厂商在使用过程中还要充分考虑这些助剂的影响。

我们经常说十层以下就是石墨烯，但是对于石墨烯粉体生产商来说，应该在报告中体现出十层以下占比。如果石墨烯粉体的制造商都无法制造出高品质石墨烯，何谈应用突破？石墨烯标准的尽快确立才能使这个行业向着良性方向发展。

相信随着技术的发展，石墨烯的生产会越来越好。且看新闻：人民网沈阳1月9日电，本网从中科院金属研究获悉，金属所完成的“高质量石墨烯材料的制备与应用基础研究”项目获得国家自然科学奖二等奖，主要完成人为任文才，成会明，陈宗平，吴忠帅，高力波。

该项目自2007年起深入系统地开展了化学气相沉积（CVD）法和化学氧化剥离法制备高质量石墨烯材料及其在储能、光电和复合材料领域应用的基础研究，取得了多项原创性成果： 提出了以多孔金属为生长基体的模板导向CVD方法，制备出高导电、柔性的石墨烯三维网络结构材料，并研制出基于该材料的高性能弹性导体和轻质高效的柔性电磁屏蔽材料，拓展了石墨烯的物性和应用。揭示了石墨烯边界依赖的生长动力学，率先制备出毫米级高质量单晶石墨烯，发明了普适的电化学气体鼓泡无损转移方法，为石墨烯在光/电子器件中的应用奠定了基础。结合石墨烯和高容量金属氧化物的结构性能特点，提出将两者复合的思路，制备出锂离子电池和超级电容器用高性能石墨烯锚固金属氧化物纳米颗粒复合电极材料，发现并阐明了两者之间的协同储能效应。提出了氢电弧快速加热膨胀解理与还原方法和高效、无损的氢碘酸还原方法，显着提高了还原氧化石墨烯材料的导电性，为石墨烯的规模制备和应用研究奠定了基础。