石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp 2 杂化轨道组成的六角型蜂巢晶格结构的二维碳纳米材料。自2004年英国曼彻斯特大学安德烈·海姆(Andre Geim)团队采用微机械剥离法成功从高定向热解石墨中分离得到石墨烯以来,全球范围内掀起了一股石墨烯的研究热潮,也取得了相当多的创新性成果。特别是石墨烯材料基于其诸多优异的电学、热学和力学等物理化学性能,在新材料、催化、新能源、电子器件、医药、信息和环境等众多领域中展现出巨大的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
石墨烯材料从宏观形貌上大致可分为薄膜石墨烯和粉体石墨烯两种。相比薄膜石墨烯来说,粉体石墨烯的研究更为广泛,目前市场上报道的有关规模化制备得到的石墨烯也大部分属于粉体石墨烯。众所周知,获得批量高质量石墨烯的方法是实现其实际应用价值的首要前提。因此,为了更好地帮助相关学科的研究人员和工程技术人员充分了解和掌握粉体石墨烯,本书详细介绍了粉体石墨烯的有关制备方法及性质。从方法上来看,粉体石墨烯的制备可分为自上而下和自下而上两类方法,具体包括气相化学沉积法、机械剥离法、氧化还原法、化学剥离法和超临界剥离法等。
全书共分5章,具体分工如下:第1章由杨旺和唐禹疏编写,第2章由李永峰和李云编写,第3章由杨帆和张冰编写,第4章由田晓娟和段永丽编写,第5章由李永峰和陈卓编写。全书由李永峰统筹、修改并审核。在本书撰写过程中,编者所领导的新型碳材料研究室的全体同学协助完成了文献检索整理和图表设计,对于本书的编著做出了很大贡献,在此向他们表示感谢。此外,为了更加全面地反映粉体石墨烯的研究状况,本书整理和归纳了国内外同行的研究成果,并引用了大量的文献,在此也一并表示诚挚的谢意。
本书涉及学科内容众多,尽管尽了最大努力,但由于作者水平及经验有限,难免存在疏漏和不当之处,敬请读者批评指正。
李永峰
2019年4月