石墨烯制备技术

石墨烯是碳的同素异形体大家族的又一个传奇，也是当今横跨学术界和产业界的超级明星，几乎到了家喻户晓、妇孺皆知的程度。当然，石墨烯是当之无愧的。作为由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，石墨烯拥有无与伦比的特性。理论上讲，它是导电性和导热性较好的材料，也是理想的轻质高强材料。正因如此，一经问世便吸引了全球范围的关注。石墨烯有可能创造一个全新的产业，石墨烯产业将成为未来全球高科技产业竞争的高地，这一点已经成为国内外学术界和产业界的共识。从2004年至今，已经有了近十六年的历史沉淀。无论是石墨烯的基础研究，还是石墨烯材料的产业化实践，人们都有了更多的一手材料，更有可能对石墨烯材料有一个全方位套丛书出的、科学的、理性的认识。总结历史，是为了更好地走向未来。对于新兴的石墨烯产业来说，战略前沿新材料——石墨烯出版工程的出版意义也是不言而喻的。事实上，国内外已经出版了数十部石墨烯相关书籍，其中不乏经典性著作。本丛书的定位有所不同，希望能够全面总结石墨烯相关的知识积累，反映石墨烯领域的国内外前沿研究进展，展示石墨烯新材料的产业化现状与发展前景，尤其希望能够充分体现国人对石墨烯领域的贡献。本丛书共包括22分册，执笔作者20余位，都是石墨烯领域的重量级学者、专家，因此可以从源头上保障丛书的专业性和科学性。丛书分五大部分，囊括了从石墨烯的基本性质和表征技术，到石墨烯材料的制备方法及其在不同领域的应用，以及石墨烯产品的计量检测标准等全方位的知识总结。同时，两份产业研究报告详细阐述了世界各国的石墨烯产业发展现状和未来发展趋势。除此之外，丛书还为广大石墨烯迷们提供了一份科普读物《有问必答：石墨烯的魅力》，针对广泛征集到的石墨烯相关问题答疑解惑，去伪求真。本丛书的内容涵盖石墨烯新材料的方方面面，每个分册也相对独立，具有很强的系统性、知识性、专业性和即时性，凝聚着各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的广大读者参考使用。希望丛书的出版对中国的石墨烯研究和中国石墨烯产业的健康发展有所助益。

本书共分7章，围绕“自上而下”和“自下而上”两种石墨烯制备思路展开，主要内容包括机械剥离技术、氧化还原技术、SiC外延技术、化学气相沉积技术、有机合成技术和其他特色技术（偏析生长技术、电弧放电技术、微波制备技术、电子束辐照技术、碳纳米管切割技术等），以及三维石墨烯的制备技术，并分析了每种石墨烯制备技术的特点和利弊。本书可供石墨烯材料相关专业师生使用，同时可为石墨烯材料相关科研人员提供专业参考。

第1章 石墨烯的机械剥离技术
1.1干法机械剥离
1.1.1胶带剥离法
1.1.2微机械加工剥离法
1.1.3球磨法
1.2湿法机械剥离
1.2.1 超声剥离法
1.2.2 剪切剥离法
1.2.3 插层剥离法
1.3机械剥离设备
参考文献
第2章 石墨烯的氧化还原技术
2.1氧化石墨的制备和性质
2.1.1石墨的插层-氧化反应
2.1.2氧化石墨分散液及其性质
2.1.3不同宏观形态的氧化石墨烯的制备及性质
2.2还原氧化石墨烯的制备和性质
2.2.1氧化石墨烯的还原
2.2.2 rGO在溶剂中的分散性质
2.2.3不同宏观形态的rGO的制备及性质
第3章 SiC外延技术
3.1 SiC衬底及预处理
3.2 SiC 表面的石墨化
3.2.1 高温退火
3.2.2 激光诱导
3.2.3 分子束外延
3.3 极性面上的生长
3.3.1 Si终止面上外延
3.3.2 C终止面上外延
3.4 非极性面上的生长
3.5 立方SiC/Si上的生长
3.6 外延生长设备
参考文献
第4章 石墨烯的化学气相沉积技术
4.1石墨烯薄膜的化学气相沉积技术
4.1.1 基于金属基底的化学气相沉积技术
4.1.2 基于非金属基底的化学气相沉积技术
4.2石墨烯粉体的化学气相沉积技术
4.2.1基于金属模板的化学气相沉积技术
4.2.1基于非金属模板的化学气相沉积技术
4.3石墨烯薄膜的规模化生长技术
4.3.1批次制程
4.3.2卷对卷制程
4.3.3工业级别的制备装备
参考文献
第5章 石墨烯的有机合成技术
5.1有机合成基本原理
5.1.1液相合成技术
5.1.2 表面合成技术
5.2石墨烯纳米带合成技术
5.2.1 纳米带终止边的控制
5.2.2 纳米带尺寸的控制
5.2.3 异质掺杂纳米带的合成
5.2.4 纳米带异质结的构筑
5.2.5 石墨烯纳米带一维拓扑绝缘体
5.3 石墨烯纳米片合成技术
参考文献
6 石墨烯的其他制备技术
6.1 偏析生长技术
6.1.1 石墨烯偏析现象的发现
6.1.2 单晶金属体系中的偏析生长技术
6.1.3 非单晶金属中的偏析生长技术
6.1.4 偏析生长技术中石墨烯的掺杂调控
6.2 电弧放电技术
6.2.1 电弧放电制备石墨烯基本原理
6.2.2 不同气氛对石墨烯制备的影响
6.2.3 催化剂对石墨烯制备的影响
6.2.4 电弧放电技术制备石墨烯的装备
6.3 微波制备技术
6.3.1 微波作用机理与制备技术
6.3.2 微波法无基底气相合成石墨烯
6.3.3 微波法制备石墨烯的装备进展
6.4 电子束辐照技术
6.4.1 电子束与物质相互作用
6.4.2 电子束诱导无定形碳结晶化制备石墨烯
6.5 碳纳米管切割技术
6.5.1 液相氧化法
6.5.2 气相刻蚀法
6.5.3 电化学剪切法
6.5.4 催化剪切法
参考文献
第7章 三维石墨烯的制备技术
7.1 三维石墨烯材料及其制备方法
7.2组装法制备泡沫石墨烯
7.2.1 水热法
7.2.2 还原法
7.2.3 干燥法
7.2.4 离心蒸发法
7.2.5 牺牲模板法
7.2.6 3D打印法
7.3 合成法制备三维石墨烯
7.3.1 金属模板法制备泡沫石墨烯
7.3.2 非金属模板法制备三维石墨烯
7.3.3 无模板法
7.4 小结
参考文献
索引