石墨烯导热的应用研究

2011年 第12期 广 东 化 工 第38卷 总第224期 · 61 ·

石墨烯的应用研究及展望

(河池学院 化生系，广西 宜州 546300)

赵承强

[摘 要]石墨烯是一种只有一个原子厚的结晶体，具有超薄、超坚固和超强导电性等特性，其优异的电学、热学和力学性能，在一些新领域具有重要的开发应用价值，通过对其结构和性质特点的研究，概述了石墨烯在材料及电子工程等方面的应用，展望其未来发展前景。

[关键词]石墨烯；性质；应用；展望

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)12-0061-02

The Research and Prospect on Application of Grapheme

Zhao Chengqi

2011年 第12期 广 东 化 工 第38卷 总第224期 · 61 ·

石墨烯的应用研究及展望

(河池学院 化生系，广西 宜州 546300)

赵承强

[摘 要]石墨烯是一种只有一个原子厚的结晶体，具有超薄、超坚固和超强导电性等特性，其优异的电学、热学和力学性能，在一些新领域具有重要的开发应用价值，通过对其结构和性质特点的研究，概述了石墨烯在材料及电子工程等方面的应用，展望其未来发展前景。

[关键词]石墨烯；性质；应用；展望

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)12-0061-02

The Research and Prospect on Application of Grapheme

Zhao Chengqi

石墨烯应用研究进展综述

●文／张文麓

中国船舶重工集团公司第七二五研究所

石墨烯是碳原子紧密堆积成单姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，利用胶带石墨烯薄片尺寸不易控制。无法可靠

层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质剥离高定向石墨的方法获得真正能够地制造出长度足供应用的石墨薄片样

新材料，是构筑零维富勒烯、一维碳独立存在的二维石墨烯晶体。并发现本，不适合量产。取向附生法是利用生

纳米管、三维体相石墨等ｓｐ２杂化碳了石墨烯载流子的相对论粒子特性，长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨

（即碳以双键相连或连接其他原子）才引发石墨烯研究热。这以后，制备石烯性能令人满意，但往往厚度不均匀。

的基本结构单元，具有一些奇特的物墨烯的新方法层出不穷，人们发现，将加热碳化硅法能可控地制备出单层或

理特性，包括：独特的载流子特性，这石墨烯带人工业化生产的领域已为时多层石墨烯，是一种非常新颖、对实现为相对论力学现象的研究提供了一不远了…。

石墨烯的实际应用非常重要的制备方

条重要途径。电子在石墨烯中传输的

法，但制备大面积具有单一厚度的石

阻力很小，在亚微米距离移动时没有

一．国外石墨烯应用研究进展

墨烯比较困难。

散射，具有很好的电子传输性质 力１．石墨烯制备方法

化学还原法能够低成本制备，但

学性能好、韧性好，有实

目录

第一章绪论 (1)

1.1 光与半导体物质的相互作用概论 (1)

1.1.1 光与半导体中电子的相互作用 (1)

1.1.2 光伏效应简介 (2)

1.1.3 光电导效应简介 (5)

1.2 石墨烯材料性质概述 (7)

1.3 基于石墨烯材料的光电子器件研究进展概述 (9)

1.3.1 石墨烯/单晶硅肖特基结太阳能电池研究进展概述。 (9)

1.3.2 石墨烯光电探测器研究进展概述 (11)

1.4 有机-无机杂化钙钛矿材料简介 (13)

1.5 选题的意义和研究内容 (13)

第二章顶栅结构石墨烯/单晶硅太阳能电池研究 (15)

2.1 引言 (15)

2.2 实验部分 (15)

2.2.1 石墨烯材料的制备 (15)

2.2.2 器件制作 (17)

2.3 结果与讨论 (20)

2.3.1 石墨烯材料表征 (20)

2.3.2 石墨烯/硅太阳能电池性能分析 (21)

2.4 本章小结 (26)

第三章纳米钙钛矿颗粒/石墨烯光电探测器件研究 (27)

3.1 引言 (27)

3.2 实验部分 (28)

3.2.1 钙钛矿纳米颗粒的合成 (28)

3.2.2 器件制作 (28)

3.3 结果与讨论 (30)

万方数据

3.3.1 钙钛矿纳米颗粒/石墨烯复合材料的性质表征 (30)

3.3.2

石墨烯的研究

材料化学课程论文

石墨烯的研究

——材料化学课程论文

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，它可看作是构建其它维数碳质材料( 如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨) 的基本单元( Scheme 1) 。石墨烯具有许多奇特而优异的性能: 如杨氏模量( 约1100 GPa) 、热导率( 约5000 J /( m·K·s) ) 、载流子迁移率( 2 × 105 cm2 /( V·s) )以及比表面积( 理论计算值2630 m2 /g) 等均比较高，还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和激子带隙等现象。这些优异的性能和独特的纳米结构，使石墨烯成为近年来广泛关注的焦点。最近, 在低填料性质上石墨烯一个惊人的进步使得石墨烯同时招致学界和业界的关注。不同的有机聚合物已被用来制作石墨烯填充聚合物基纳米复合材料。基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景。本文将阐述石墨烯材料化学的最新研究进展，主要包括石墨烯的化学制备、表面修饰及基于石墨烯的复合材料。在基于石墨烯的纳米复合材料方面，着重介绍了石墨烯与有机高聚物、无机纳米粒子以及其它碳基材

石墨烯的研究进展／刘乐浩等

·３７·

石墨烯的研究进展＊

刘乐浩，李铁虎，赵廷凯，王大为

（）西北工业大学材料科学与工程学院，西安７１００７２

摘要　　石墨烯是碳的又一同素异形体，具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能，成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。全面综述了近几年来石墨烯的制备方法，详细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电弧法、化学气相沉积法的优缺点，并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。还结合石墨烯的结构和特性，概括了石墨烯在复合材料、等问题，

微电子、光学、能源、生物医学等领域的应用进展，并展望了其主要研究方向和发展趋势。

关键词　　石墨烯　制备方法　应用

中图分类号：Ｏ６１３．７１Ａ　　　　　文献标识码：

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｒｅｓｓｏｎＧｒａｈｅｎｅ　　　ｇｐ

，，，ＷＡＮＧＬＩＵＬｅｈａｏＬＩＴｉｅｈｕＺＨＡＯＴｉｎｋａｉＤａｗｅｉ　　　　ｇ

（，Ｎ，’）ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔＸｉａｎ７１００７２　　　　　　　　ｇｇｙｙ

生物质石墨烯内暖纤维问世石墨烯产业应用前景可

期

近期，石墨烯在我国纺织领域取得的新突破引发了极大关注。山东济南圣泉集团研发的生物质石墨烯内暖纤维具有低温远红外、抗菌抑菌、防静电等智能多功能特性，主要技术指标与性能达到国际领先水平，因而被众多专家认可，并看好其未来在服装与纺织领域的发展前景。据悉，圣泉集团从植物秸秆玉米芯纤维素中提取生物质石墨烯，而且同时生产出玉米芯纤维，并创造性地将石墨烯应用到纤维上，从而复合出一种全新的材料——生物质石墨烯内暖纤维。

生物质石墨烯研发成功并获得认可，不仅服装与纺织领域有了新的发展方向，国内石墨烯产业研发进程也因此向前迈进一大步，这将提振国内石墨烯产业发展信心，利好石墨烯产业在国内的不断应用。

石墨烯是一种特殊的纳米级材料，也是碳原子单层平面晶体，是目前已知的室温下最好的导电和导热材料，强度最高的物质，并且具有极高的透光性与极大的比表面积。石墨烯最早由科学家在实验室获得，随后其优异的性能不断被发掘出来，并有望取代原有材料在电子信息、新能源、医疗与航空航天等多种领域取的革命性突破，因为近年石墨烯产业发展正广受各国重视。

我国也不例外，早在“十二五”规划中，我国就已将石墨烯等新材料作为重要的战略新兴产业，随后我国陆续为石墨

石墨烯的制备方法与应用

摘要: 石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展, 包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。石墨烯由于其特殊的电学、热学、力学等性质以及在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用,引起了科学界新一轮的热潮。 关键字: 石墨烯, 制备, 应用,氧化石墨烯，传感器

石墨烯的定义

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。

石墨烯的结构

完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角六边形)。 如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯;

可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石

掺氮石墨烯的性质与应用

1 引言

石墨烯是一种理想的二维材料，石墨烯中碳原子的sp2杂化结构使石墨烯具有理想的二维结构，它极大的比表面积(2630 m2/g)1,高热传导性(～5000 W/mK)2，良好的化学稳定性以及较低成本等使它成为复合材料的理想载体。目前已得到不同形态的石墨烯，包括二维结构的石墨纳米片(GNSs)3-5、一维结构的纳米条带(GNRs)、零维结构的量子点(GQDs)6,7，GNRs和GNDs的性质可以通过它们的大小和边缘进行调节。然而，由于石墨烯没有能带间隙8，使得其电导性不能像传统的半导体一样完全被控制，而且石墨烯表面光滑且呈惰性，不利于与其他材料的复合，从而阻碍了石墨烯的应用 。

对石墨烯进行功能化——合成石墨烯衍生物、表面官能团化、化学修饰、化学掺杂等,可以实现石墨烯及其相关材料更为广泛的应用9,10。其中,化学掺杂能够有效地调节其电子结构,改善其物理化学性质,从而优化了石墨稀多方面的性能,具有广阔的应用前景。由于N原子具有与C原子近似的原子半径,可以作为电子供体以取代的方式对石墨烯进行掺杂,且生成的N掺杂石墨稀表现出诸多优良的性能,如打开能带隙并调整导电类型，改变石墨烯的电子结构11，提高石墨烯的自由载流子密度

角鲨烯的功能及其应用研究进展

李成

上海大学生命科学学院

摘要：角鲨烯是一种脂质不皂化物，分布广泛，主要存在深海鲨鱼的肝油中。

角鲨烯具有很强的生物活性。角鲨烯具有提高体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、增强机体免疫能力、改善性功能、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质[1]。本文主要综述角鲨烯的功能和应用进展。

关键词：角鲨烯；功能；应用；理化性质

1 角鲨烯的结构和性质

角鲨烯又名鲨烯、三十碳六烯、鱼肝油萜，化学名为2，6，10，15，19，23–六甲基–2，6，10，14，18，22–二十四碳六烯，是一种高度不饱和烃类化合物，最初由日本化学Tsujimoto于 1906 年在黑鲨鱼肝油中发现[2] [3]。角鲨烯是一种天然三萜烯类、多不饱和脂肪族烃类化合物，含有六个非共轭双键，其结构见图1

［4］

，其性质见表1。

图1 角鲨烯的化学结构

表1 角鲨烯的性质

分子式C30H50 分子量410.72 碘值 皂化值 酸值

比重（25℃） 折光指数 熔点 沸点

371 <0.5 <0.5

0.857~0.863 1.4955～1.4975 -75℃ 198 K 285℃

2 角鲨烯的来源

角鲨烯广泛存在于动植物体内