合成石墨烯纳米材料

纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子(非碳原子)组成，甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括四种类型:石墨烯、碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球。碳元素是自然界中存在的与人类**密切相关、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为***构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。石墨烯中碳原子的配位数为3，键与键之间的夹角为120°。合成石墨烯纳米材料

石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成，是二维蜂窝状结构晶体，电子可以自由移动，电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时，利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能，且具有良好的循环稳定性；作为电池负极材料时，独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络，提供存储空间，提高比容量并进一步实现快速充电放电；作为导电剂使用，以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中，可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度，提升导电剂的导电、放电性能，改善循环。石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成，是二维蜂窝状结构晶体，电子可以自由移动，电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时，利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能，且具有良好的循环稳定性；作为电池负极材料时，独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络，提供存储空间，提高比容量并进一步实现快速充电放电；作为导电剂使用，以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中，可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度。贵州石墨烯浆料石墨烯既可大幅度减少漆膜中锌粉用量，又可提高漆膜的阴极保护作用，从而提高漆膜的防腐性能。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是现有材料中厚度**薄、强度比较高、导热性比较好的新型二维材料。石墨烯在智能装备、航空航天、能源储存和环境治理等诸多领域应用潜力巨大，是重要的战略新兴材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来**性的材料。石墨烯是一种由碳原子组成的纯碳材料，具有单层平面晶体结构。石墨烯是由一系列的石墨单层堆积而成的，每个单层由六角形排列构成。石墨烯的单层厚度约为，是迄今为止已知的**薄的材料。石墨烯是一种非常独银族特的材滚搏散料，具有许多强大的特性和潜在的应用。

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，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，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。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的产率比较高(大约为8%)，电导率为6500S/m。研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯，整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷，为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。缺点是产率很低。石墨烯可以做成化学传感器。

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。如果你想买一块耐用的电池，石墨烯电池是一个理想的选择。贵州石墨烯浆料

石墨烯复合材料可用于注射和挤出成型制件，作为粒子材料应用于矿用管、给水管及汽车电器配件等领域。合成石墨烯纳米材料

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm/(V·s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是已知载流子迁移率比较高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm/(V·s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50~500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到，而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。合成石墨烯纳米材料