石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用／昊诗德等

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石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用＊

吴诗德１，宋彦良１，李

超１’２，王力臻１，夏同驰１，卫应亮１’３，陈荣峰２

（１郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室，郑州４５０００２；２河南省科学院，郑州４５０００２；

３洛阳理工学院环境工程与化学系，洛阳４７１０２３）

摘要

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能．自从２００４年被成功制备出来，一直是全世界

范围内的一个研究热点。由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性，石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景。因此．石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重

要领域。综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领

域中应用的研究现状。展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。

关键词

石墨烯结构性质制备方法电化学应用

中图分类号：０４８２．３文献标识码：Ａ

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＧｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄ

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２００４年英国曼彻斯特大学的ＫｏｓｔｙａＮｏｖｏｓｅｌｏｖ等［１３制

革命性的变化。石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热

学、力学等性能，石墨烯材料将在各种微电子领域包括电极材料、能源转化储存领域、复合材料、场发射材料和高灵敏度传感器等领域中发挥巨大的作用。石墨烯是研究领域的“金矿”，研究人员正在“开采”并陆续得到了新的研究成果。本

备出了石墨烯。他们强行将石墨分离成较小的碎片。并从碎

片中剥离出较薄的石墨薄片。然后用一种特殊的塑料胶带粘

住薄片的两侧．撕开胶带。薄片也随之一分为二。不断重复

这一过程．就可以得到越来越薄的石墨薄片，其中部分样品

仅由一层碳原子构成——石墨烯。在发现石墨烯以前．理论和实验科学家们都认为完美的二维结构无法在非绝对零度

下稳定存在，但是单层二维结构石器烯却能在实验中被制备

文综述了石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用研究

进展。并展望ｒ其未来发展前景。

出来，这一实验成就立即在物理，化学、材料科学等领域引起

了震撼¨．５ｊ。正是因为制得了石墨烯，他们获得了２００８年诺贝尔物理奖的提名。自从石墨烯被成功制备出来以后．石墨

１

石墨烯的结构稳定性与电学性质

石最烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结

构的一种碳质新材料，基本结构单元是稳定的苯六元环［１］。

烯在全世界范围内掀起了一股新的研究热潮．各种极具魅力

的奇特性质相继被发现．预测其很有可能会在很多领域引起

石墨烯结构非常稳定。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧．当施加外部机械力时，碳原子面发生弯曲变形，从而使

＊国家自然科学基金（２０８７１１０７）；河南省杰出青年科学基金（０６１２００２７００）ｌ河南省教育厅自然科学基金（２００９Ａ１５００３１）吴诗德：男，１９７９年生，硕士，讲师

李超：通讯作者，男，１９６８年生，博士，副教授

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材料导报Ａ：综述篇

２０１１年３月（上）第２５卷第３期

碳原子不必重新排列来适应外力，保持了结构稳定。作为石墨、膨胀石墨或微粉石墨作为石墨源，其中以氧化石墨为

源制备的石墨烯存在较多的含氧官能团和不可逆转的结构缺陷，极大地影响了石墨烯的电学性能．而以膨胀石墨或者微粉石墨为源制备的石墨烯，具有缺陷很少、导电率很好的特点。

以石墨烯为基础的材料极有可能是将来制作纳米器件的原材料。但是，通过传统方法制造出来的以石墨烯为基础的材料通常只是微米尺寸的石墨烯层。为了能在纳米器件

ｓ矿杂化碳质材料基元结构的单层石墨，石墨烯是由碳六元

环组成的二维（２Ｄ）周期蜂窝状点阵结构（见图１（ａ））ＨＪ，它可

以翘曲成零维（０Ｄ）的富勒烯，卷成一维（１Ｄ）的碳纳米管

（ＣＮＴ）或者堆垛成三维（３Ｄ）的石墨“日。

石墨烯这种稳定的晶格结构使其具有异常优异的导电性。石墨烯的价带（“电子）和导带（”。电子）相交于费米能级处（Ｋ和Ｋ’点），是能隙为零的半导体．在费米能级附近其载流子呈现线性的色散关系（见图１（ｂ））ｏ］。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子问作用力十分强，在常温下．即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。石墨烯是

中应用，需要设计出更有效的方法将石墨烯层切割成指定的

形状，且尺寸达到纳米级别。Ｐａｎ等口”报道了一种热液方法，它能将预氧化石墨薄片切割成水溶性超细石墨烯量子点，在这个过程中还发现了蓝色光致发光现象，这预示着以石墨烯为基础的材料应用可以扩大到光电子学和生物标签等更多领域。

目前已知导电性能最出色的材料。石墨烯最大的特性是其

中电子的运动速度达到了光速的１／３００，远远超过了电子在一般导体中的运动速度“＿５。石墨烯特殊的结构使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应等一系列性质口…。石墨烯也具有良好的力学、光学和热学性质，具有突出的导热性能（３０００Ｗ／（ｍ Ｋ））和力学性能（１０６０ＧＰａ）印］．以及室温下高速的电子迁移率（１５０００ｃｍ２／（Ｖ ｓ））［ｉｏ］。石

最近，英国曼彻斯特大学的安德烈 格伊姆等ｏ”在石墨

烯基础上开发出一种具有突破性的新材料——石墨烷。这

种新材料是由石墨烯衍生而来的具有绝缘性能的二维晶体。

该方法也同样适用于制备出石墨烯的系列类似衍生物．这些

新型材料具有不同的导电性能。研究发现，石墨烯可被修改

墨烯是真正的表面性固体，理想的单层石墨烯具有超大的比表面积．其理论比表面积高达２６００ｍ２／ｇ口“，而单层石墨烯的比表面积为２６３０ｍｚ／４”］ｔ大大超过目前应用于电化学双层

电容器中的活性炭的比表面积。

成系列衍生材料以微调其电子性能．通过调控可以实现从绝缘体到半导体再到金属的特性ｍ】。这为未来电子设备的发展

提供了一种真正多功能的材料。设想一下。未来的晶体管将

会由纯净的具有高导电性的石墨烯和具有半导体性能的石

墨烯衍生物一起组成。通过改变石墨烯的性能而使其电性能覆盖整个半导体工业领域，这极有可能会带来一场半导体

矿鼹

工业的变革。

石墨烯因独特的结构和非凡的电学、热学及力学性能，引起了化学、物理、材料及器件加工等各学科研究人员的高

度关注，对它的基础理论、大规模制备及相关应用领域进行

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Ｔｈｅｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｅｒｙｓｔａｌａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇｒａｐｈｅａｅ

了广泛的探索，成为当今国际上的研究热点和各国科技竞争的前沿ｏ＿３］。世界各国政府和各大公司也都高度重视并投入

大量人力、物力抢占这一战略高地。我国政府对石墨烯的相

关研究也给予了高度重视，在８６３、９７３和国家自然科学基金等科技计划中都有立项。

目前已能实现实验室大规模制备石墨烯，但工业化生产还需有个过渡阶段。大量的问题还需要研究．例如：如何低

图１石墨烯独特的晶体结构和能带结构

ｂｍｄ

由于石墨烯大的表面体积比和独特的高导电性．石墨烯及其复合材料在电化学领域中有诱人的应用前景”…。因此

各国科研人员和机构竞相进行石墨烯材料的制备及电学、电化学性能的研究和开发。

成本、大规模制备出期望结构的石墨烯，如何实现其微加工

来完成对石墨烯大小、边缘和形状的控制．不同层结构的石墨烯性能如何，等等。这些都是需要解决的关键性问题。另

外．关于石墨烯的基本物理性能及展示独特优异性质的内在

原理的研究也需要深入。

２石墨烯材料的制备

２．１石墨烯的制备

石墨烯的主要制备方法有机械劈裂法１…、外延晶体生长法’””、化学气相沉积法。”。、氧化石墨的热膨胀’‘‘和还原方

２．２石墨烯基复合材料的制备

由于薄层石墨烯片合成方法的潜力巨大、成本低廉。所

以石墨烯片作为新兴填料在石墨烯复合材料上会有广泛的

应用。将石墨烯与无机物、聚合物等复合可以形成石墨烯复合材料。因为石墨烯具有独特的优异性能，能够展示良好性能的石墨烯复合材料令人期待。ＳＨＹｕ等“一证实：在还原态石墨烯片上，通过在聚合醇中高温分解前驱体乙酰丙酮铁就可以成功合成磁性化还原态石墨烯。通过有效控制石

法。１”。还有一些其他制备方法也陆续被开发出来．如气相等

离子体生长技术－“、静电沉积法ｏ”和高温高压合成法＝２８等。

正受到越来越多的关注。化学法制备石墨烯主要采用氧化

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用／吴诗德等

墨烯片上的表』可电荷密度和磁性纳米颗粒的尺寸就可以调Ｈ复合制料的磁性．其独特的性质使其在磁共振成像或蛋白质分离方面具有一定的应用潜力。目前，彳ｉ墨烯基复合材料的制备方法主要有化学耦合法Ｉ…、原位还原萃取分散技术Ｉ”ｉ、共沉淀法２…、催化还原反应”…等。

氧化石墨烯足结晶性商的石墨强力氧化后加水分解得到的化合物，与氟化石墨一样可以归类为有共价键的石墨层间化合物。氧化石墨烯片表面带有大量亲水性酸性官能团．具有良好的润湿性能和表面活性，从而使其能在稀碱水和纯水中分散，形成稳定的胶状悬浮液，这使得石墨烯与其他材料的复合形式多样化。如Ｇｒａｅｍｅ等…将Ｔｉ０２吸附在氧化石墨烯上通过紫外线辅助的催化还原合成了ＴｉＯ：一石墨烯纳米复合材料；Ｎｅｔｈｒａｖａｔｈｉ等””通过氧化石墨烯与活性阴离子的复合，经还原制备了石墨烯一无机物纳米复合材料，说明氧化石墨烯的特殊结构使得石墨烯基复合材料的制备更容易以多样化的过程实现。

石墨烯复合材料的制备是目前石墨烯研究中的一大热点，因为虽然石墨烯本身的性能很好，但是与实际应用还有较大的距离，许多研究者希望通过石墨烯的复合达到在电学、电化学等领域实际应用的目的。

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合纸，并对其进行了电化学测试。如闭２所示，其中（ａ）、（ｂ）表明石墨烯及复合纸为层状结构，（ｃ）、（ｆ）图中的箭头表明不定型碳膜沉积在铜网上。结果表明该石墨烯基复合纸具有好的拉伸强度（１２．６ＭＰａ），及大而稳定的电化学容量（质量容量２３３Ｆ／ｇ和体积容量１３５Ｆ／ｃｍ３）．这要比石墨烯纸及很多实际应用的碳基电极大得多，石墨烯基复合材料的这些令人感兴趣的特性，必使其成为超级电容器中自由电极最有前途的材料。

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图２石墨烯纸（（ａ）。（ｃ）。（ｅ））和复合纸（（ｂ）．（ｄ）．（ｆ）

的ＳＥＭ和ＴＥＭ圈

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３石墨烯材料在电化学领域中的应用

３．１在超级电容器中的应用

碳质材料是最早也是目前研究和应用得很广泛的超级

电容器电极材料。自成功制备出石墨烯以来，人们开始探究这种ｓｐ２结构的碳质材料在超级电容器中应用的可能性。

ＭｅｒｃｉｎＳｔｏｌｌｅｒ等”“合成了化学改性石墨烯。具有１个Ｃ

ＳＥＭａｎｄＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＧ－ｐａｐｅｒ（（ｎ）．（ｃ）。（ｅＪ）

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ＧＰＣＰ－９帅ｓ（（ｂ）。（ｄ）。（ｆ））

上述研究结果说明石墨烯材料应用于超级电容器有其独特的优势。尽管目前的研究与实际应用有一定的差距，但是也展现出其在超级电容器中的应用潜力．因为基于石墨烯的超级电容器具有良好的功率特性。

原子的厚度，并在超级电容电池中测试了其性能，结果显示：材料在无机电解液及有机电解液中的比容量分别为１３５Ｆ／ｇ和９９Ｆ／ｇ；另外，由于材料有高的电导率，使得材料在宽的电压扫描速率下具有好的性能。

ＳＲＣＶｉｖｅｋｃｈａｎｄ等””比较了３种方法制备的石墨烯

３．２在锂离子电池中的应用

碳质材料是最早为人们所研究并商品化的锂离子电池

负极材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一。石墨烯作为一种由石墨出发制备的新型碳质材料．单层或者薄层石墨烯（２～１０层的多层石墨烯）在锂离子电池中的应用潜力也进入研究者的视野之中。

Ｇｕｏ等”“通过修饰的Ｓｔａｎｄｅｎｍａｉｅｒ法制备了氧化石墨ＧＯ．随后经高温处理合成石墨烯ＧＮＳ，并以其为锂离子电池负极材料进行电化学测试，结果显示其可逆容量为６７２ｍＡ ｈ／ｇ，且有较好的循环性能。Ｗａｎｇ等”“通过化学法合成了石墨烯纳米带，并将其作为锂离子电池负极材料，进行恒电流充放电循环性能测试，结果显示首次放电及充电容量分别为９４５ｍＡ ｈ／ｇ、６５０Ａ ｈ／ｇ，如图３所示，１００次循环之后，比容量为４６０Ａ ｈ／ｇ。Ｙｏｏ等ｉａ７１研究了石墨烯应用于锂离子二次电池负极材料中的性能，发现其比容量可以达到

的电容性能。在硫酸电解液中，通过氧化石墨热膨胀法和纳米金刚石转化法得到的石墨烯具有较高的比电容，可以达到１１７Ｆ／ｇ；在有机电解液中，电压为３．５Ｖ时，其比电容和比能量可以达到７１Ｆ／ｇ和３Ｉ．９Ｗ ｈ／ｋｇ。石墨烯是完全离散的单层石墨材料，其整个表面可以形成双电层；但是在形成宏观聚集体过程中．石墨烯片层之问互相杂乱叠加，使得形成有效双电层的面积减少（一般化学法制备获得的石墨烯具有２００～１２００ｍ２／ｇ的表面积）。如果其表面可以完全释放．则将获得远高于多孔炭的比电容。在石墨烯片层叠加而形成宏观体的过程中．形成的孔隙集中在１００ｎｍ以上，有利于电解液的扩散。

ＦｅｎｇｈｕａＬｉ等”…通过一步法合成石墨烯／ＳｎＯｚ纳米复

５４０ｍＡ“／ｇ；在其中掺入Ｃ和碳纳米管后．负极的比容量可

达７８４ｍＡ ｈ／ｇ和７３０ｍＡ ｈ／ｇ。

Ｓｅｕｎｇ—ＭｉｎＰａｅｋ等［…将石墨烯溶解在乙二醇中与金红

合材料，通过循环伏安法、电极阻抗谱法测试了材料的超级电容器性能，发现，复合材料的循环伏安曲线为矩形，当电压扫描速率增加时，比容量降低很少。

石结构的纳米Ｓｎ０２复合．形成多孔复合材料，将其作为电极

进行电化学测试．结果表明该复合材料的可逆容量为８１０ｍＡ ｈ／ｇ，与纯纳米Ｓｎ（Ｘ颗粒相比，循环性能得到明显改善．３０次循环之后．充电容量为５７０ｍＡ ｈ／ｇ，可逆窖量保持

Ｗａｎｇ等“”通过Ｈｕｍｍｅｒｓ法制备了氧化石墨．经Ｈ２

（４００ｃ．２ｈ）还原氧化石墨合成了石墨烯及石墨烯一聚苯胺复

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图３石墨烯纳米带电极放电比容量与循环次数的关系

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由于石墨烯具有特殊的原子结构和电子结构，使其在复合材料中也有一定的结构优势和性能优势，特别是在锂离子

电池中充当负极材料。在锂离子的脱插过程中 可以在一定

程度上缓冲材料体积的“伸缩运动”，延长材料的循环寿命及

增强其性能。以上研究说明石墨烯基复合材料虽然目前尚

处于研究阶段，但在锂离子电池负极材料中具有较好的应用前景。

３．３在太阳能电池和燃料电池中的应用

…

除了显示出作为超级电容器和锂离子电池的巨大潜力

外，石墨烯也在太阳电池、燃料电池方面展现出独特的优势。二维的石墨烯具有良好的透光性和导电性，是替代ＩＴ（）很有潜力的材料。利用石墨烯及其复合材料制作透明导电膜并将其应用于太阳能电池中也成为人们研究的热点。

Ｗａｎｇ等ｍ１将氧化石墨热膨胀后热处理还原得到的石

墨烯制作为透明导电膜，应用于染料敏化太阳电池中，取得

了较好的结果。制备的石墨烯透明导电膜的电导率可以达到５５０Ｓ／ｃｍ，在１０００３０００ｎｍ的波长范围内，透光率司达

７０。Ａｖ＿ｔ＿ｌ：。Ｗｕ等Ⅲ３采用溶液法制备石墨烯透明导电膜，并应用于有机太阳能电池中作为阳极。由于应用的石墨烯未

经过有效的还原．所以电阻较大，导致得到的太阳能电池短

路，电流及填充因数不及氧化铟。如果可以降低石墨烯膜的

电阻。得到的结果可能要更好。Ｌｉ等㈦对石墨采用剥离一

再嵌入一扩张的方法。成功地制备了高质量石墨烯，其电阻为通过以氧化石墨为原料制备的石墨烯电阻的１％ 并以

ＤＭＦ为溶剂，成功地制备了ＬＢ膜。这种透明导电膜也成为

应用于太阳能电池的潜在材料。Ｒｙａｎ等㈨“３用溶液法制备的石墨烯与其它贵金属材料复合作为电极 组装的有机太阳

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显示该复合材料在燃料电池上具有较好的应用前景。

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图４金属颗粒在剥离的氧化石墨或石墨

烯上的吸附过程

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３．４在储氢／甲烷中的应用

Ｄｉｍｉｔｒａｋａｋｉｓ等Ｌ捌利用石墨烯和碳纳米管设计了一个

三维储氧模型。如果这种材料掺入锂离子，其在常压下储氢

能力可以达到４１９／Ｌ。因此，石墨烯这种新材料的出现，为人们对储氢／甲烷材料的设计提供了一种新的思路和材料。

４展望

石墨在大自然中非常普遍，但科学家如何找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯“薄膜”的方法是很重要的。目前，关于石墨烯材料的制备和其在电化学领域的应用研究仍

在如火如荼地进行。人们的研究主要集中于３个方面：一是

石墨烯的低成本大规模制备的基础研究，二是石墨烯基复合材料的制备与性能研究，三是石墨烯材料在相关领域的应用研究。石墨烯具有独特的优异电学性能，近年来石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用取得了较大进展，随着人们对石墨烯及其复合材料研究的深入以及制备方法的改进 石

墨烯及其复合材料在电化学中的应用将会得到更为广泛的

关注。以下几方面研究较少，值得关注：（１）石墨烯在锂离子电池正极材料研究方面（如石墨烯／磷酸哑铁锂）；（２）含氮或

硼石墨烯在电化学中的应用；（３）氧化石墨烯复合材料在燃

料电池中的应用；（４）氧化石墨烯复合材料在电化学传感器

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用／吴诗德等

中的应用。与碳纳米管的发现与研究应用过程类似，在今后

的若干年里石墨烯的研究会越来越深入，其最终进入实际应用阶段是必然的。石墨烯材料是当今世界新材料科技发展

的又一制高点，对其深入研究与开发将给许多领域的发展带

来巨大机会。

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ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｈａｌｌｅｆｆｅｃｔ

ａｎｄ

Ｂｅｒｒｙ’ｓｐｈａｓｅｉｎｇｒａｐｈｅｎｅ

［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００５，４３８：２０１

１０

ＳｃｈａｄｌｅｒＬＳ。ＧｉａｎｎａｒｉｓＳ

Ｃ。Ａｉａｙａｎ

Ｐｒｏ．Ｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｉｎ

ｃａｒｂｏｎ

ｎａｎｏｔｕｂｅｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ

Ｐｈｙｓ

Ｌｅｔｔ，

１９９８．７３：３８４２

１１ＣｈａｅＨＫ。Ｓｉｂｅｒｉｏ－ＰｅｒｅｚＤＹ，ＫｉｍＪ。ｅｔａ１．Ａｒｏｕｔｅｔｏｈｉｇｈ

ｓｕｒｆａｃｅ

ａｒｅａ，ｐｏｒｏｓｉｔｙ

ａｎｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎ

ｃｒｙｓｔａｌｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ．２００４。４２７：５２３

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ＰａｎＹ，ＳｈｉＤ，ＧａｏＨ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ

ｏｎ

Ｒｕ（０００１）

ｓｕｒｆａｃｅ［－Ｊ］．ＣｈｉｎＰｈｙｓ．２００７．１６（１１）：３１５１

１７

ＣａｉＷ。ＰｉｎｅｒＲＤ．ＳｔａｄｅｒｍａｎｎＦＪ，ｅｔａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ

ａｎｄ

ｓｏ－

ｌｉｄ—ｓｔａｔｅＮＭＲ

ｓｔｒｕｃｔｕｒ８ｌ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ

ｏｆ

１３

Ｃ－ｌａｂｅｌｅｄ

ｇｒａｐｈｉｔｅ

ｏｘｉｄｅ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ．２００８，３２１：１８１５

１８ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒＭＪ，ｌ。ｉｏＪ

Ｌ，Ａｄａ蚴ｎＤＨ．ｅｔａ１．Ｓｉｎｇｌｅｓｈｅｅｔ

５９

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｂｙｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｉｔｅ［Ｊ］．ＣｈｅｍＭａｔｅｒ ２００７，１９（１８）：４３９６

１９Ｓｉ

Ｙ。ＳａｍｕｌｓｋｉＥＴ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｗａｔｅｒ，ｓｏｌｕｂｌｅｇｒａｐｈｅｎｅ

口］．Ｎａｎｏ

Ｌｅｔｔ，２００８，８（６）：１６７９

２０ＤａｔｏＡ。ＲａｄｍｉｌｏｖｉｃＶ，ｅｔａＬ

Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ－ｆｒｅｅｇａｓ—ｐｈａｓｅ

ｓｙｎ—

ｔｈｅｓｉｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ

ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏ

１．ｅｔｔ．２００８．８（７）：２０１２

２１ＳｉｄｏｒｏｖＡＮ，ＹａｚａｄａｎｐａｎａｈＭＭ，ＪａｌｉｌｉａｎＲ，ｅｔａＬ

Ｅｌｅｃ—

ｔｒｏｓｔａｔｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，

１８（１３）：１３５３０１．１２２

Ｐａｒｖｉｚｉ

Ｆ，ＴｅｗｅｌｄｅｂｒｈａｎＤ，ＧｈｏｓｔＳ．ｅｔａ１．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ

ｇｒａｐｈｅｎｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｈｉｇｈ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｇｒｏｗｔｈｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏ

ＮａｎｏＬｅｔｔ．２００８。３（１）：２９

２３

ＰａｎＤ，ＺｈａｎｇＪ，ＬｉＺ，ｅｔａ１．Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｒｏｕｔｅｆｏｒｃｕｔｔｉｎｇｇｒａｐｈｅｎｅ

ｓｈｅｅｔｓｉｎｔｏ

ｂｌｕｅ－ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍ

ｄｏｔｓ［Ｊ］．ＡｄｖＭａｔｅｒ，２０１０，２２（６）：７３４

２４

ＥｌｉａｓＤＣ，ＮａｉｒＲ

Ｒ。ＭｏｈｉｕｄｄｉｎＴＭＧ。ｅｔａ１．Ｃｏｎｔｒｏｌｏｆ

ｇｒａｐｈｅｎｅ＇ｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｙｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅ

ｆｏｒ

ｇｒａｐｈｅｎｅ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００９，３２３（５９１４）：６１０２５

ＣｏｎｇＨＰ，ＨｅＪＪ，ＬｕＹ，ｅｔａ１．Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ

ｍａｇｎｅｔｉｃ－

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｒｅｄｕｃｅｄ

ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｓｈｅｅｔｓ：Ｉｎｓｉｔｕ

ｓｙｎ—

ｔｈｅｓｉｓａｎｄ

ｍａｇｎｅｔｉｃ

ｒｅｓｏｎａｎｃｅ

ｉｍａｇｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．

Ｓｉｎａｉｌ，２０１０，６（２）：１６９

２６

ＺｈａｎｇＸＹ，Ｈｕａｎｇ

Ｙ．Ｗａｎｇ

Ｙ．ｅｔａＬＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａ－

ｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａ

ｇｒａｐｈｅｎｅ－Ｃ６０ｈｙｂｒｉｄ

ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，

２００８，４７：３３４

２７

Ｗｅｉ

Ｔ。ＬｕｏＧＬ，ＦａｎＺＪ。ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ

ｎａｎｏｓｈｅｅｔ／ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

ｕｓｉｎｇｉｎ

ｓｉｔｕ

ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ－ｅｘ－

ｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２００９，４７：２２９０

２８

ＤｉｎｇＹ，ＪｉａｎｇＹ，ＸｕＦ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ

ＬｉＦｅＰ（ｘ／ｇｒａｐｈｅｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

ｂｙ

ｃｏ－ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ

ｍｅｔｈｏｄ

［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＣｏｍｍｕｎ，２０１０，１２．１０

２９

ＸｕＣ。ＷａｎｇＸ。ＺｈｕＪＷ．Ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｍｅｔａＩ

ｐａｒｔｉｃｌｅ

ｌｌａｎｏ—

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪＰｈｙｓＣｈｅｍＣ，２００８。１１２（５０）：１９８４１

３０

ＷｉｌｌｉａｍｓＧ。ＳｅｇｅｒＢ。ＫａｍａｔＰＶ．ＴｉＯｚ—ｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｃｏｍ—

ｐｏｓｉｔｅｓ

ＵＶ—ａｓｓｉｓｔｅｄ

ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ

ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ

ｏｘｉｄｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏ

Ｌｅｔｔ，２００８，２（７）：１４８７

３１

Ｎｅｔｈｒａｖａｔｈｉ

Ｃ。ＲａｊａｍａｔｈｉＪＴ。ＲａｖｉｓｈａｎｋａｒＮ，ｅｔ

ａ１．

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ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｉｎｏｒｇａｎｉｃ

ｍａｔｅｒｉａｌ

ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．

Ｌａｎｇｍｕｉｒ．２００８．２４（１５）：８２４０３２

ＶｉｖｅｋｃｈａｎｄＳＲＣ。ＲｏｕｔＣＳ，ＳｕｂｒａｈｍａｎｙａｍＫＳ，ｅｔａ１．

Ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＪＣｈｅｍ

Ｓｃｉ．２００８，１２０（１）：９３３

Ｉ。ｉ

Ｆ，ＳｏｎｇＪ．Ｙａｎｇ

Ｈ。ｅｔａ１．（ｂｉｎ－ｓｔｅｐ

ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ

ｇｒａ—

ｐｈｅｎｅ／Ｓｎ（）２ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｌｅｃｔｒｏ—

ｃｈｅｍｉｃａｌ

ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９ ２０：１

３４

Ｗａｎｇ

Ｄ

Ｗ．Ｌｉ

Ｆ。ＺｈａｏＪ，ｅｔａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ／ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

ｐａｐｅｒ

ｖｉａｉｎｓｉｔｕａｎｏｄｉｃｅｌｅｃｔｒｏ

ｐｏｌｙ—

ｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｌｅｘｉｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏ

Ｉ蠢ｔｔ．２００９，３（７）ｔ１７４５

（下转第７８页）

７８

材料导报Ａ：综述篇

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

２０１１年３月（上）第２５卷第３期

Ｔｈｅ

ｏｕｔｅｒ

ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎｏｆｔｈｅ２１

ＨｏｎｇＨ，ＰａｔｅｌＤＲ，ＴａｍｍＬＫ．ｅｔａＬｂｒａｎｅｗｉｔｈ

ａ

ｍｅｉｎ－

ｍａｒｍｉｔｏｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｅｎｚｙｍｅ（５）：８４５１４

１Ｉ［Ｊ１．ＪＭｏｌ

Ｂｉｏｌ，１９９９，２８７

ｐｒｏｔｅｉｎ

ＯｍｐＷｆｏｒｍｓ

ａｎ

ｅｉｇｈｔ—ｓｔｒａｎｄｅｄｂｅｔａ－ｂａｒｒｅｌ

ｈｙｄｍｐｈｏｂｉｃｃｈａｎｎｅｌ［Ｊ］．ＪＢｉｏｌＣｈｅｍ，２００６，２８１

ＹｉｌｄｉｚＯ，ＶｉｎｏｔｈｋｕｍａｒＫＲ，ＧｏｓｗａｍｉＰ，ｅｔａ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒｉｃｏｕｔｅｒ－ｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｃｌｏｓｅｄ

（１１）：７５６８

２２

ＬｅＭａｉｒｅＭ．ＣｈａｍｐｅｉｌＰ，ＭｏｉｌｅｒＪｖ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｍｅｍ—ｂｒａｎｅｐｒｏｔｅｉｎｓ

ａｎｄ

ｌｉｐｉｄｓｗｉｔｈ

ｓｏｌｕｂｉｌｉｚｉｎｇ

ｐｏｒｉｎＣ）ｒｎｐＧｉｎｔｈｅｏｐｅｎ

ｃｏｎ／ｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ３．ＥＭＢ（）Ｊ，２００６，２５（１５）：３７０２

Ａ

Ｄ，Ｈｏｆｍａｎｎ

Ｅ，ＣｏｕｈｏｎＪ

ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ［Ｊ］．

１５

Ｆｅｒｇｕｓｏｎ

Ｗ，ｅｔａＬ

Ｓｉ－

２３

ＢｉｏｃｈｉｍＢｉｏｐｈｙｓＡｃｔａ．２０００，１５０８（１－２）：８６ＰｒｉｎｃｅＳＭ。Ａｃｈｔｍａｎｔｈｅ

ｄｅｒｏｐｈｏｒｅ－ｍｅｄｉａｔｅｄｉｒｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ：ＣｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｈｕＡｗｉｔｈｂｏｕｎｄｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｅｈａｒｉｄｅ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９８，２８２

（５３９７）：２２１５

Ｍ。ＤｅｒｒｉｃｋＪ

Ｐ－Ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ

ＯｗＡｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｍｂｒａｎｅａｄｈｅｓｉｎｆｒｏｍＮｅｉｓｓｅｒｉａｍｅｎｉｎｇｉ一

ＮａｔｌＡｃａｄＳｃｉＵＳＡ，２００２．９９（６）：３４１７

ｔｉｄｉｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ

２４

ｂａｃｔｅｒｉａｌ

１６（）ｏｍｅｎＣＪ，ｖａｎＵｌｓｅｎＰ，ｖａｎＧｅｌｄｅｒＰ，ｅｔａ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ

ｔｈｅｔｒａｎｓｌｏｃａｔｏｒｄｏｍａｉｎｏｆ

ａ

ＭｉｃｈｅｌＨ．Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｏｔｅｉｎｓ［Ｍ］．Ｂｏｃａ

Ｒａｔｏｎ：ＣＲｃＰｒｅｓｓ，１９９１

ａｕｔｏｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ［Ｊ］．

ＥＭＢｏＪ，２００４。２３（６）：１２５７

１７ＮｅｗｍａｎＭＪ，ＦｂｓｔｅｒＤ

２５ＭｉｃｈｅｌＨ．Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｒｙｓｔａｌｓｏｆ

ＴＨ，ｅｔａ１．Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ

ａ

ｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｏｔｅｉｎ

ｆｒｏｍＲｈｏｄｏｐ—

Ｌ，Ｗｉｌｓｏｎ

ｃｏｍｐｌｅｘ：Ｔｈｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ

ｃｅｎｔｒｅ

ａｎｄｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌａｃｔｏｓｅｃａｒｒｉｅｒｆｒｏｍＥｓｃｈｅ－ｒｉｃｈｉａ

ｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｖｉｒｉｄｉｓ［Ｊ］．ＪＭｏｌＢｉｏｌ，１９８２。１５８（３）：５６７

２６ＳｅｄｄｏｎＡＭ，ＣｕｒｎｏｗＰ，ＢｏｏｔｈＰＪ．Ｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｏｔｅｉｎｓ，

ｌｉｐｉｄｓａｎｄｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ：Ｎｏｔｊｕｓｔ

ａ

ｃｏｌｉ［Ｊ］．ＪＢｉｏｌＣｈｅｍ，１９８１，２５６（２２）：１１８０４

１８ＲｅｅｖｅｓＰＪ，ＨｗａＪ，ＫｈｏｒａｎａＨＧ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎ

ｉｎｒｈｏｄｏｐｓｉｎ：Ｋｉｎｅｔｉｃｓｔｕｄｉｅｓｏｐｓｉｎｍｕｔａｎｔｓ

ｓｅｒｖｅ

ａｓ

ｓｏａｐ

ｏｐｅｒａ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｉｍ

ｏｆｒｅｔｉｎａｌ

ｂｉｎｄｉｎｇｔｏｐｕｒｉｆｉｅｄ

２７

ＢｉｏｐｈｙｓＡｃｔａ，２００４，１６６６（１－２）：１０５

ＡｒｎｏｌｄＴ，ＬｉｌａｋｅＤ．Ｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｍｂｒａｎｅ４３（４）：４２７２８

ｉｎｄｅｆｉｎｅｄ

ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ－ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｍｉｘｔｕｒｅｓ

ｐｒｏｂｅｓｏｆｔｈｅｒｅｔｉｎａｌｂｉｎｄｉｎｇｐｏｃｋｅｔ［Ｊ］．ＰｒｏｃＮａｔｌ

ｐｒｏｔｅｉｎｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７，

Ａ，ＹｕＳ

ＡｃａｄＳｃｉＵＳＡ，１９９９，９６（５）：１９２７１９

ＰｕｔｍａｎＭ。ｖａｎＶｅｅｎＨＷ，ＰｏｏｌｍａｎＢ。ｅｔａ１．Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ

ｕｓｅ

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Ｃｈｅｍ

ｏｆｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓｉｎｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅ－ｐｈｉｌｅｓｆｏｒｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｏｔｅｉｎｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｎｇｅｗ

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ｍｕｈｉｄｒｕｇｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ

ＬｒｌｌｒＰ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．

２９

ＩｎｔＥｄＥｎ９１．２０００，３９（４）：７７４Ｔｒｉｂｅｔ

１９９８，３８（３）：１００２２０ＲｉｇａｕｄＪＬ，Ｍｏｓｓｅｒ

Ｃ，ＡｏｄｅｂｅｒｔＲ．ＰｏｐｏｔＪＬＡｍｐｈｉｐｏｌｓ：Ｐｏｌｙｍｅｒｓ

ｐｒｏｔｅｉｎｓｓｏｌｕｂｌｅ

ｉｎ

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ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ

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（责任编辑王炎）

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（上接第５９页）

３５

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Ｌｅｔｔ。２００８．８（１）：３２３

ｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＣｏｍｍｕｎ，２００９，１１：１３２０

３６

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４２

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ｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ．

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ｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＬｅｔｔ，２００８，８（８）：２２７７

３８

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ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．Ｊ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ

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ＰｈｙｓＣｈｅｍＣ，２００８，１１２（１４）：５２６３

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ｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｉ２００８，１１２：９１６３

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Ｌｅｆｔ，２００９．９：７２

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ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏ

３９

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ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ［Ｊ］．

ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＮａｎｏＬｅｔｔ，２００８．８（１０）：３１６６

ＮａｎｏＬｅｔｔ．２００９，３（４）：９０７

（责任编辑王炎）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h75j.html