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石墨烯制备及发展方向二

     目前，制备大面积、单晶的石墨烯仍然是一个较大的挑战。虽然CVD法和氧化还原法可以大量地制备出石墨烯，但是CVD在制备后期，对于石墨烯的转移过程比较复杂，而且制备成本较高。

      利用氧化还原法在制备时，由于单层石墨烯非常薄，容易团聚，导致降低石墨烯的导电性能及比表面积，进一步影响其在光电设备中的应用，另外，氧化还原过程中容易引起石墨烯的晶体结构缺陷，如碳环上碳原子的丢失等。但是目前化学氧化法仍然是能够低成本宏量制备石墨烯的一种有效方法。

      石墨烯的个体化差异

      石墨烯严格意义上来讲是指的单层碳原子厚度的二维碳材料，但是目前由于对于石墨烯材料的标准定义并不完善，因此石墨烯材料已经代表了一类材料。材料之间的差异主要是指其厚度不同，尺寸不同，这些都会影响材料的一些本征性能，如石墨烯的尺寸就对其性能有很大影响。

      当石墨烯尺寸小到一定的程度（几nm时）可以被称为石墨烯**点，在荧光、磁性等方面有特殊的性能。而对于透明导电膜应用，石墨烯尺寸越小，组装透明导电膜时会有较大的接触电阻，从而使组装的透明导电膜电阻较大。因此，石墨烯的尺寸控制对于其应用是非常必要的。如果厚度**过10层，其材料的性能与石墨类似，因此就不宜再称为石墨烯材料了。

       石墨烯是近年来较热的新材料之一。因为具有很好的导电、导热性，强度高，比表面积大，石墨烯预期在计算机芯片、电子材料、导热材料、高性能复合材料、环境处理、催化剂载体等诸多领域前景广阔。

      其实，将石墨的层状结构无限剥离，直到原子级厚度，该薄层碳材料的性质与原来的石墨有较大的不同，该薄层碳材料就是石墨烯。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地从石墨中剥离出石墨烯，并表征了它的性质，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

      石墨烯的制备主要有微机械分离法、气相合成法、化学氧化还原法以及液相剥离法等。安德烈·海姆是用胶带从石墨上剥下少量单层石墨烯片。该法虽然可以获得质量较好的单层和双层石墨烯，能部分满足实验室的研究需要，但产量和效率过低。

       目前，通过化学气相沉积法在绝缘表面或金属表面生长石墨烯，是制备高质量石墨烯薄膜的重要手段，其所用的原料多为甲烷等低碳烯烃。这种方法能够产出大面积、高质量的石墨烯膜，但是条件比较苛刻，过程比较复杂，转移较困难。而通过**合成法可以制备具有确定结构而且无缺陷的石墨烯纳米带，并可以进一步对石墨烯纳米带进行功能化修饰。

      科学家还可以从碳纳米管出发制备石墨烯。利用硫酸和氧化剂使多壁碳纳米管开链制备石墨烯纳米带，石墨烯带的宽度取决于碳纳米管的直径，然后用肼还原可恢复其电学性能。该石墨烯带可用作导电或半导体薄膜，有望成为光伏单晶硅的替代物。

       现在较易工业化制作石墨烯的一种工艺是氧化还原法。先将石墨粉分散在强氧化性混合酸中，例如浓xiao酸和浓liu酸，然后加入高锰suan钾或氯suan钾等强氧化剂得到氧化石墨，再经过剥离处理得到氧化石墨烯，较后通过还原得到石墨烯。

       我国在石墨烯领域的研究起步与发达国家相比较晚，但在近些年的努力下，文献发表量和**数量都已经******。2015年5月，国家金融信息中心指数研究院发布的**首ge石墨烯指数评价结果显示，我国**石墨烯产业综合发展实力位列***3位，仅次于美国和日本。

       从石墨烯**技术申请领域看，2013年之前，石墨烯相关研究主要集中在制备领域。随着制备技术的完善与成熟，石墨烯专利申请不断向下游应用拓展，并开拓出新的领域。2013年至2015年间，**新增大量关于复合纤维、涂层、功能薄膜、水处理等新兴领域的石墨烯技术专利申请，其中关于石墨烯基复合材料的专利申请几乎翻番。

       当前，石墨烯有几个重要的应用方向，比如在储能领域，制作**级电容器，太阳能电池等；在复合材料方面的应用，包括塑料、橡胶、涂料、阻燃等；在电子领域的应用，比如替代多晶硅。相信未来随着技术的进步，石墨烯会有更广阔的市场。

      负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。被誉为“空气维生素”的负氧离子有利于人体的身心健康。它主要是通过人的神经系统及血液循环能对人的机体生理活动产生影响。

       空气是由无数分子组成，由于自然界的宇宙射线、紫外线、土壤和空气放射线的影响，有些空气分子就释放出电子，在通常的大气压下，被释放出的电子很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得，因而，常常把空气负离子统称为“负氧离子”。

      尚晒多功能健康壁画能够释放负氧离子，净化空气，让我们在城市中享受大自然般的生活。