2. 石墨烯制备方法
化学氧化法：先用强氧化剂（浓硝酸，浓硫酸，铁系氧化剂等） 将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能 团，从而加大了石墨层间距，然后经超声处理一段时间之后，就可 形成单层或数层氧化石墨烯，再用强还原剂（水合肼等）将氧化石 墨烯还原成石墨烯。
化学插层法：通过在石墨 层与层之间插入一些分子、离子 、原子基团，从而加大石墨的层 间距，削弱其层与 层之间的范 德华力，然后再剥离石墨层间化 合物来制备石墨烯。
1.无金属石墨烯基催化剂
在过去的十年中，人们一直在发展用不含金属的碳基催化剂替 代含金属碳基催化剂，同时取得了很大进步。官能化的碳材料（含 有氧、氮或其它的表面基团）相比未官能化的碳材料更适合作为催 化材料。GO具有丰富的官能团，因此GO在温和条件下也表现出较高 的反应活性，而还原氧化石墨烯因还原后缺少足够数量的活性位点， 反应活性较弱。 一方面，石墨烯缺陷较少，石墨基底面并不活泼，唯一的活性 位点存在于石墨烯片层边缘的不饱和碳原子上。催化活性来源于它 边缘上的离域电子，可以催化络合反应。 另一方面，烃的裂化和的脱氢一直使用官能化的碳纳米材料， 如碳纳米管，富勒烯等，石墨烯在未来有可能因其独特的优越性而 替代这些碳材料。
石墨烯的前景
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பைடு நூலகம்
石墨烯催化材料的应用
厉得楼 冯如恒(演讲) 周银辉 张晨
石墨烯简介
1.石墨烯的发展历程
石墨,作为碳的同素异形体，是一种深灰色有金属光泽而不透明的细 鳞片状固体。石墨属于混合型晶体，既有原子晶体的性质又有分子 晶体的性质。质软，有滑腻感，具有优良的导电性能。熔沸点高。 石墨分子中每一个碳原子只与其他三个碳原子以较强的力结合，形 成了一种层状的结构，而层与层之间的结合力较小。 石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004 年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛 夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存 在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得 2010年诺贝尔物理学奖。 目前据测试，它具有优异的润滑和保护性能，超薄、非凡的导电、 导热性等特性，在机械润滑、海水微生物防腐、超级电容、LFP锂 电池、复合材料等领域具有无法比拟的优势，具有极为广阔的应用 前景，被誉为21世纪的“材料之王”，已被国家列为“十三五”规 划重点新材料。
2.2 石墨烯－金属氧化物
迄今为止已经合成了多种石墨烯基金属氧化物纳米材料，包括 与TiO2、ZnO、MnO2、CeO2、Fe3O4、Zn－FeO4、BiWO6等复 合形成的石墨烯－金属氧化物材料。下表列出了一些常见石墨烯负 载金属氧化物的例子，并简介其负载方法及应用。
3. 功能化石墨烯复合物
功能化石墨烯复合材料在催化方面的应用相较于无金属石墨烯 基材料和石墨烯－金属／金属氧化物材料发展滞后，但近年来功能 化石墨烯复合材料在催化方面的应用得到了越来越多的关注。其涉 及催化方面已经涵盖光催化、电催化、Suzuki、催化加氢、氧化等 反应。 Maryam Jahan等将氧化石墨烯(GO)和铜为金属有机骨架中心 的组件制成的复合材料在３个重要电催化反应：析氢反应 (HER)、 析氧反应 (OER) 和氧还原反应 (ORR) 都表现出良好的性能。 GO 和 MOF 之间的协同相互作用提高了电荷输送能力，稳定了 GO-MOF 催化剂的酸位，增强了电性能。在聚合物电解质膜燃料电池的测试 后，GO-Cu-MOF复合电催化剂的功率密度达到了商业的 Pt催化剂 的76%。
2. 石墨烯－金属／金属氧化物催化剂
2.1 石墨烯－金属复合材料 石墨烯与金属粒子的复合较为常见，在大多数复合材料的文献中， 与石墨烯常复合的贵金属纳米粒子包括Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Rh 和Lr，此外，非贵金属Fe、Cu、 Ni、Co等非贵金属也用到了石墨 烯－金属的复合材料制备中，下表列出了一些常见石墨烯负载金属 的例子，并简介了其负载方法及应用。
石墨烯催化材料的应用
石墨烯由于其大的比表面积、优异的导热、导电以 及机械特性，与无机纳米粒子复合能产生性质优异的复 合材料。在石墨烯上负载的纳米粒子同时也削弱了其片 层之间的π －π 作用，从而能够制备高度分散的复合材 料。通常，石墨烯基可以和金属、金属氧化物、聚合物、 生物材料以及其它碳纳米材料等复合成具有新特性的复 合材料，主要有无金属石墨烯基催化剂、石墨烯－金属 ／金属氧化物催化剂、功能化石墨烯复合物的应用。