作為目前世界上最薄、最堅硬、電阻最小的納米材料，石墨烯海藍自2004年被(bèi)發(fā)現門線以來受到(dào)各國(guó)政府、慢街科研人員的廣泛關注。據統計，截至2017年，我國(guó)從事(shì)石墨烯相時生産業務的企業已多達533家。但就(j技物iù)目前我國(guó)石墨烯産業化著坐情況來看，仍面(miàn)臨著(zh嗎為e)成(chéng)本高昂、工業化難放大、環境和人體不友好(h票湖ǎo)等多重挑戰。

由于氧化還(hái)原制備石墨烯的方法成(chéng地劇)本相對(duì)較低，且生産效率更高，因此是目前應用最為廣泛的石墨謝些烯大規模生産方法，尤其是我國(gu人在ó)作為石墨資源大國(guó)，規模化生産石墨烯嗎拍的企業基本都(dōu)采用此法。該方法是在強氧劑作用下，費我在石墨片層之間插入官能(néng)團，我身破壞片層之間的範德華力剝離石墨片層，再通過(guò)還(hái)原的民姐方法得到(dào)石墨烯。生産過(guò)程中所使用的強氧化劑（如高錳習唱酸鉀、濃硫酸）、強還(hái)原劑（如水合肼、硼氫化鈉、二甲基肼），不僅産綠請生重金屬離子，還(hái)含有對(du少議ì)人體有害的危險化學(xué)品，且需大量的水清洗或中和，對(duì)環算低境或人體造成(chéng)危害。

幾種(zhǒng)石墨烯生産水路工藝的對(duì)比

氧化石墨烯的生産工序

在傳統氧化還(hái)原法基礎上開(kāi)發(fā)綠色環保、無員場毒無害的氧化劑、還(hái)原劑是司火目前石墨烯生産綠色化的主要方向(xiàng)之一。

對(duì)強氧化劑的替代方面(miàn)，浙江大學笑刀(xué)高分子系高超教授團隊研究出一種(zhǒ自鐵ng)基于鐵離子的綠色、無毒工藝，能(néng)夠高效地生産單鄉一層氧化石墨烯，整個生産過(guò)程能(néng)夠在1小時(匠計shí)内完成(chéng)。

綠色還(hái)原試劑，如用生物基物質作還(hái)原試劑國吃也得到(dào)了廣泛的研究：場腦研究者用無毒且具有溫和還(hái)原性能離校(néng)的L－維生素C（L-Ascorbic acid，L-AA村看）成(chéng)功修複了氧化石墨烯缺陷，包括移除羟基大北、羧基和環氧基，而且還(hái)原氧化石墨烯溶液能黃湖(néng)夠穩定存在（不産生沉澱）；還(hái)有研究者用糖（包括葡萄糖問謝、果糖、蔗糖）制備了石墨烯，同務通時(shí)通過(guò)控制用藍反應溶液溫度和pH值能(néng)降低還(hái)原處理時(件鄉shí)間，極大地提高了生産效率，所得的還(h件電ái)原氧化石墨烯溶液不僅穩定，而且生物相容性好(hǎo)；除此之外，多鐘其他生物基物質，包括蛋白質、甲殼素以從厭及生物菌等也被(bèi)證明可用做制備石墨烯的還(hái)原劑。其他可你銀用于石墨烯制造的無毒還(hái)原試劑還(h森白ái)包括聚（二烯丙基二甲基氯化铵）溶液（PDDA）、尿素等。研究明身表明，PDDA在溫和的條件下（90 °C，5h）就(jiù)能(高器néng)發(fā)揮還(hái)原作用，得到(dào)穩定的還(hái)原還錢氧化石墨烯溶液；尿素在較高溫度下還(hái)原制備的石墨烯品質高，空妹導電性能(néng)好(hǎo)。

用新方法快速制備單層氧化石墨對地烯的反應原理

值得一提的是，近年來，也湧現了一批以生物質原料作為碳源生産石墨烯的方法，爸女其技術路線為將(jiāng)生物質原料經(海技jīng)高溫碳化得到(dào)車文類石墨結構碳化物，再經(jīng)物理或化學(xué)剝離制成(ch理章éng)石墨烯。如Taniya Purkait等人以花生殼為原料，在長花氮氣氛圍中經(jīng)高溫碳化（800 °C）後(hòu)得到(dà體外o)碳化原料，使用異丙醇清洗去除雜質，再以KOH為活化劑在氮現窗氣氛圍和800 °C下得到(dào)活化碳化原料，并使用HCl清洗中和後購少(hòu)在10%的H2SO4溶液中超聲處理剝離并清洗後(hòu)制得寡層頻雨石墨烯。

用花生殼制備的石墨烯及其導電材料

中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究錯司所朱錦等人以樟樹葉為原料，在氮氣或氩氣氛圍中高溫（1200 °C）碳化，所得弟鄉的碳化原料在氯仿/D－酪氨酸溶液中高速離心（5唱黑000 r/min）後(hòu)得到(dào)平均層數為7層的石墨烯材料，D－兒她酪氨酸可用強酸溶解、清洗以提純最終産品。

以樟樹葉為原料制備石墨烯

但是，這(zhè)些方法在石墨烯制備過(guò)程中仍使用了上機強氧化性或有毒化學(xué)品，如KOH、氯仿等，因此仍不能(件道néng)稱為綠色環保的石墨烯制備工藝，對(duì)于生産過(g市河uò)程中污染、有毒有害化學(xué)品見見的替代還(hái)需進(jìn現章)一步研究。