作為目前世界上最薄、最堅硬、電阻最小唱術的納米材料，石墨烯自2004年被(bèi)發(fā)現以來受到(dào影錢)各國(guó)政府、科研人員的廣泛關注。據統計，截至2017年，我國拿通(guó)從事(shì)石墨烯生産業務的企業已多達533家。但就(jiù)目金花前我國(guó)石墨烯産業化情況來看，仍面(miàn)臨著熱很(zhe)成(chéng)本高好到昂、工業化難放大、環境和人體不友好(hǎo)等多重挑戰樂醫。

由于氧化還(hái)原制備石墨烯的方法成(chéng)本相對(duì)也服較低，且生産效率更高，因此是目前應用最為廣泛的石墨烯大規模生産方法，尤其是我國音兒(guó)作為石墨資源大國(guó)，規模化生産會都石墨烯的企業基本都(dōu)采用此法。該方法是在強氧劑作用下，在石墨片層之間數我插入官能(néng)團，破壞片層之間的範德華話說力剝離石墨片層，再通過(guò)還(hái)原的方法得到(dào)石墨烯。生暗好産過(guò)程中所使用的強氧化劑（如高錳酸鉀、樹弟濃硫酸）、強還(hái)原劑（如水合肼、硼氫化鈉、二甲基肼），不僅産生重老少金屬離子，還(hái)含有對(duì)人體有害的危紅鄉險化學(xué)品，且需大量的水清洗或中和，對國鐵(duì)環境或人體造成(ch相坐éng)危害。

幾種(zhǒng)石墨烯生産工藝笑子的對(duì)比

氧化石墨烯的生産工序

在傳統氧化還(hái)原法基影冷礎上開(kāi)發(fā)綠色環保會少、無毒無害的氧化劑、還(hái)原劑是目前石墨銀子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(xué)高分子但國系高超教授團隊研究出一種(zhǒng)高兒基于鐵離子的綠色、無毒工藝，能(néng)夠高效地生産單層氧化石墨烯，整個生産林熱過(guò)程能(néng)夠在1小時(shí)内完成(森看chéng)。

綠色還(hái)原試劑，如用生物基物質作還(hái)原試劑也得到(dào)輛車了廣泛的研究：研究者用無毒且具有溫和舞分還(hái)原性能(néng)的L－維生素C（L-Asco音答rbic acid，L-AA）成(chéng)功修複了氧化石墨烯缺陷，票山包括移除羟基、羧基和環氧基，而且還(há鐵還i)原氧化石墨烯溶液能(néng)夠穩定存在（不産生沉澱）；還(hái)有做在研究者用糖（包括葡萄糖、果糖、蔗糖）制備了石墨烯，同時(sh謝件í)通過(guò)控制反應溶液溫度和pH值能(néng)降低還(hái)原處上問理時(shí)間，極大地提高了線街生産效率，所得的還(hái)原氧化靜來石墨烯溶液不僅穩定，而且生物相容性好(hǎo)；除此之外，其但身他生物基物質，包括蛋白質、甲殼素以近美及生物菌等也被(bèi)證明可用做制備石墨烯的還(hái)原劑。其文友他可用于石墨烯制造的無毒還(hái)原試劑還區林(hái)包括聚（二烯丙基二甲基氯化铵）溶液（PDDA）、尿素等。研究表明照司，PDDA在溫和的條件下（90 °C，5h）就(jiù)能(néng冷嗎)發(fā)揮還(hái)原作用，得到(d街熱ào)穩定的還(hái)原氧化石墨烯溶液；尿素在較高高器溫度下還(hái)原制備的石墨烯品質高，導電性能愛行(néng)好(hǎo)。

用新方法快速制備單層氧化石墨烯的鐘要反應原理

值得一提的是，近年來，也湧現了一批以生物質原料作為碳算現源生産石墨烯的方法，其技術路線為將(jiāng)生物質原自醫料經(jīng)高溫碳化得到(dào)類石墨結構碳化物，再經(西也jīng)物理或化學(xué)剝離制成(chéng)石墨烯。如Ta筆體niya Purkait等人以花生殼為原料，在氮氣氛圍中經(jīng友中)高溫碳化（800 °C）後(hòu)得到(d城線ào)碳化原料，使用異丙醇清洗去除雜質，再以KOH為活化劑在銀電氮氣氛圍和800 °C下得到(dào)活化碳化原料，并使用HCl清洗中和後(h謝訊òu)在10%的H2SO4溶液中超唱化聲處理剝離并清洗後(hòu)制得寡層石墨烯。

用花生殼制備的石墨烯及其導電材料

中國(guó)科學(xué)院業在甯波材料技術與工程研究所朱錦等人以樟樹船章葉為原料，在氮氣或氩氣氛圍中高溫（1200 °C）碳化，所都公得的碳化原料在氯仿/D－酪氨酸溶液中高速離心（5000 r/min）朋到後(hòu)得到(dào)平均秒間層數為7層的石墨烯材料，D－酪氨酸可用強酸溶解、清洗以木間提純最終産品。

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)程中仍使用了強氧化性或海但有毒化學(xué)品，如KOH、氯仿等，因此仍不能鐘開(néng)稱為綠色環保的石墨烯制備工藝，對(duì)議這于生産過(guò)程中污染、有毒有害化學(xué)章區品的替代還(hái)需進(jìn)一步研究。