层石墨烯只有一个碳原子厚(),所以石墨烯拥有超大的比表面积。在理想情况下,单层石墨烯的比表面积能够达2630m2/g,而目前普通的活性炭的比表面积为1500 m2/g,石墨烯这种比表面积超大的特性使它在储能领域的应用潜力巨大。Р 图3 石墨烯史上最强性能Р 除此之外,石墨烯还有众多“独特”的特点: Р 图4 石墨烯独特性质Р 二、制备原理及方法Р 目前制备石墨烯的方法主要有4种:微机械剥离法、气相沉积法、外延生长法、氧化石墨还原法。Р 到目前为止,还没有形成一种成熟的方法大规模地生产质量较高的工业级石墨烯。下面列出以上四种基本制备方法的对比。Р 图5 四种石墨烯制备方法比较Р 上述各种制备方法各有优劣。从产业化的角度来看,目前适合大规模量产的生产方法仅有气相沉积法和氧化石墨还原法。Р (一)微机械剥离法Р 微机械剥离法是直接将石墨烯薄片从较大的石墨晶体上剥离下来的方法。XX年曼彻斯特大学Geim教授和Novoselov博士就是使用该方法分离出石墨烯。Р 图6 机械剥离法Р 该方法的优点在于操作相对简单,且可以获得其他方法无法实现的极高品质的石墨烯片;缺点在于难以控制所获得的石墨烯的大小和层数,并且不适宜大规模量产。Р (二)气相沉积法Р 化学气相沉积(CVD)是一种能够规模化沉积半导体薄膜的制备技术,目前在工业上应用最为广泛。该方法是在真空中将甲烷等碳素源加热到1000℃,使其分解,然后在Ni及Cu等金属箔上形成石墨烯膜。XX年6月韩国成均馆大学与三星电子研究所宣布,通过该方法开发出可制得30英寸单层石墨烯的制造工艺以及采用这种石墨烯膜的触摸面板。Р 该方法优点在于工艺简单,能够制备大面积石墨烯薄膜。缺点在于:(1)在1000℃高温下采用的工艺只能以分批处理的方式推进;(2)存在反复转印过程中容易混入杂质的问题;(3)理想的基片材料单晶Ni的价格昂贵,使得综合制造成本偏高。
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