知网查重论文样例--石墨烯的简介
碳元素在自然界中含量丰富并普遍存在，碳元素可以形成多种多样的晶体结构，即可以形成硬度很小的石墨，也可以形成硬度较大的金刚石。碳材料是世界上最普遍的材料，但是结构却大大不同，这些不同的结构赋予他们不同的性质。2004年，英国曼彻斯特大学的科学家Geim和Novoselov等人[12]发现了二维的碳原子晶体石墨烯，这种材料具有特殊的电子结构，通过研究它的电学性能，了解到石墨烯具有优异的电学、热学、光学、力学和磁学性能，从而拉开了全世界研究股石墨烯的帷幕。这两位科学家由于发现了石墨烯的潜在性能，从而获得了2010年诺贝尔物理学奖。碳材料家族中，人们已经发现的有富勒烯、碳纳米管、金刚石和石墨，石墨烯的发现无疑是碳材料中的又一支柱。这种结构特殊，性能良好的为新材料将在以后的科研、工业、生活领域中得到较大的应用。
1 石墨烯的性质
石墨烯是一种单层碳原子薄膜，由单层六角元胞碳原子组成的蜂窝状二维晶体。石墨烯可以由石墨材料剥离而出，单层石墨烯的厚度只有0.35nm，是世界上最薄的二维纳米材料。石墨烯可以通过改变自身形状，变成层状石墨、管状碳纳米管和富勒烯等。石墨烯的每个单元都是等角六边形，如果存在多边或少边就会造成石墨烯的缺陷。石墨烯中每个碳原子都为sp2杂化，并且贡献剩余的一个p轨道上的电子形成大π键，这些π电子可以与平面垂直形成π轨道，π电子可以在π轨道中自由高速的移动，石墨烯具有无与伦比的高电子迁移率，在石墨烯分子中电子的迁移速率可以达到15000cm2.V-1.s-1，是硅的迁移率的十倍以上[13]。石墨烯的电子迁移速率之所以如此高的另外一个优势是它的迁移速率几乎不随纬度变化而改变，因此使石墨烯具有出色的导电能力。现如今石墨烯的硬度要大于钻石，在人类已知的材料中强度最高，甚至于高出最好的钢铁100倍左右。在历史的长河中，金刚石一直被人们认为是是自然界热导率最高的材料，然而根据研究人员发现[14]，石墨烯的热导率约大大的高于金刚石，成为了热导率最高的材料。
2 石墨烯的制备
石墨烯的制备方法主要有：微机械分离法、液相/气相直接剥离法、化学气相沉积法（CVD）法、晶体外延生长法和化学氧化还原法等[15]。其中， CVD法是目前工业上应用最多的制备石墨烯的方法，利用该方法可以生产出层数在4-10层的石墨烯[16]。此方法最大的优点就是可以通过选择基底的类型、生长速度和前驱体的流量等参数来调节石墨烯的生长（如生长速率、厚度及面积等），并且可以制备出面积较大的石墨烯片[17]；化学氧化还原法是最常用制备石墨烯的方法，该方法操作简单，适合实验室中进行。主要方法如下：首先利用高锰酸钾在浓硫酸的条件下将磷片石墨或可膨胀石墨反应，得到氧化石墨，将得到的氧化石墨通过长时间的超声作用使其成为氧化石墨烯；然后利用水合肼、硼氢化钠等还原剂处理氧化石墨烯，最终得到石墨烯。石墨先经过化学氧化得到边缘含有羧基、羟基，层间含有含氧官能团的石墨氧化物，此过程可使石墨的层间距从0.34nm扩张到约为0.78nm，再通过外力剥离（如超声分散或球磨）得到单原子层的石墨烯氧化物，进一步还原可制得石墨烯。这种方法制备得到的石墨烯为独立的单层石墨烯片产量高、操作方便、应用非常广泛。
