編號：NMJS08465
篇名：采用固體碳源制備石墨烯薄膜研究進(jìn)展
作者：汪超翔 郭沖霄 劉悅 范同祥
關(guān)鍵詞： 固體碳源 石墨烯薄膜 分子束外延生長 化學(xué)氣相沉積
機構(gòu)： 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 作為一種高性能二維碳材料,石墨烯以其無與倫比的力學(xué)和功能特性受到了學(xué)界和工業(yè)界廣泛的關(guān)注。目前,石墨烯及石墨烯增強復(fù)合材料正逐步走向應(yīng)用,。然而,隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)有制備工藝越來越難以滿足工業(yè)界批量化生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯的需求,。綜合來看,當(dāng)下石墨烯制備技術(shù)存在的主要問題包括:(1)制備面積大、缺陷少,、層數(shù)均一的石墨烯薄膜尚存在一定的困難;(2)石墨烯較低的產(chǎn)率難以滿足日益增長的需求,。為解決石墨烯產(chǎn)率及質(zhì)量問題,研究者在石墨烯制備工藝開發(fā)方面開展了大量工作。在此過程中,分子束外延技術(shù),、化學(xué)氣相沉積技術(shù),、Hummers方法等諸多石墨烯薄膜制備技術(shù)被開發(fā)出來,這些技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展使批量生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯薄膜成為了可能。為適應(yīng)不同技術(shù)的使用環(huán)境與需求,多種含碳物質(zhì)作為前驅(qū)體被用于石墨烯薄膜的制備過程中,。依據(jù)室溫下狀態(tài)分類,這些含碳前驅(qū)體被分為氣體,、液體和固體碳源。因較低的儲存成本和較高的安全性,固體碳源在石墨烯生產(chǎn)過程中具有獨特的優(yōu)勢,。目前,包括碳材料,、碳化硅(SiC)、有機高分子,、生物材料乃至固體含碳廢棄物均被用于石墨烯薄膜的制備過程中,。本文綜述了固體碳源制備石墨烯的研究進(jìn)展,系統(tǒng)地介紹了利用固體碳源制備高性能石墨烯的工藝路線,。同時,闡明了石墨烯在各種制備工藝過程中的形成機理。最后,通過分析各種工藝的優(yōu)缺點,展望了各種工藝的未來發(fā)展方向,以期為未來的研究者開發(fā)新的石墨烯制備工藝提供參考,。
