1、關(guān)于石墨烯傳感器調(diào)研工作 經(jīng)過一周多的調(diào)研，對(duì)石墨烯的各種性質(zhì)、制備方法、表征手段以及應(yīng)用方面有了一定了解。 本報(bào)告主要介紹石墨烯的基本性質(zhì)，并從石墨烯的基本性質(zhì)入手，探討石墨烯在傳感器方面相關(guān)應(yīng)用，包含已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的傳感器方面的應(yīng)用（討論其存在問題和改進(jìn)手段），以及石墨烯在傳感器方面潛在的應(yīng)用。石墨烯簡介 自從2004年發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯作為明星材料一直出現(xiàn)在科學(xué)家們研究的最前沿。它具有獨(dú)特的二維平面碳原子構(gòu)成的骨架，這使得其擁有優(yōu)異的光電性能，超高的載流子遷移速率，非常強(qiáng)健的力學(xué)特性和極高的熱導(dǎo)等各種優(yōu)異性能，從而讓石墨烯在二維電子器件等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都有著巨大的潛力。1.1、光學(xué)性質(zhì)單層石墨烯

2、的吸光率為2.3%，反射率0.1%隨著層數(shù)的增加，吸光率線性增加。1.2、熱學(xué)性質(zhì)懸浮石墨烯的熱導(dǎo)率在30005000 W m -1 K -1 之間變化在襯底上為600 W m -1 K -1 。1.3、機(jī)械性質(zhì)單層石墨烯的斷裂強(qiáng)度為42 N m -1，楊氏模量為1.0 Tpa 1.4、電學(xué)性質(zhì)石墨烯是一種二維零帶隙半金屬材料，它的導(dǎo)帶與價(jià)帶有微小的重疊。電子在運(yùn)動(dòng)中受到很小的散射。載流子濃度為1013 cm -2，遷移率能達(dá)到 100 000 cm2 V-1 s-1。同時(shí)它表現(xiàn)出雙極性電場效應(yīng)，并且具有不同尋常的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)。graphene的物理性質(zhì)石墨烯的合成手段化學(xué)氣相沉積機(jī)械剝

3、離液相超聲剝離電化學(xué)剝離化學(xué)還原氧化石墨烯 相比于其他方法，化學(xué)還原是一種能夠面向應(yīng)用的合成手段，并且合成的石墨烯表面具有可以修飾的官能團(tuán)，這極大地提高了石墨烯的可調(diào)控性，使得它可以和很多材料結(jié)合，形成性能優(yōu)異的復(fù)合材料?；瘜W(xué)還原氧化石墨烯流程 由此可見，不管是氧化石墨烯還是還原的氧化石墨烯表面都有各種功能性官能團(tuán)。正是這些官能團(tuán)的存在，使得它們的表面能夠結(jié)合很多有機(jī)無機(jī)化合物，從而讓它們的功能特性表現(xiàn)的更加豐富。石墨烯復(fù)合物的應(yīng)用1. 超級(jí)電容器污水治理3. 電解水超級(jí)電容器雙電層電容器電荷存儲(chǔ)方式：靜電吸引（ 亥姆霍茲層）贗電容器電荷存儲(chǔ)方式：電化學(xué)（ 法拉第）只有電荷轉(zhuǎn)移，沒有化學(xué)反應(yīng)既

4、有電荷轉(zhuǎn)移，也有化學(xué)反應(yīng)超級(jí)電容器石墨烯-金屬氧化物復(fù)合物石墨烯-納米管復(fù)合物石墨烯-高分子復(fù)合物CMG3：chemically synthesized GO-MnO2 when their ratio is 3:1ACS nano, 2010, 4 (5), 28222830基于石墨烯的復(fù)合材料的優(yōu)勢大的比表面積低的量產(chǎn)成本高的導(dǎo)電率實(shí)現(xiàn)快速電荷積累，增大能量密度，提高超級(jí)電容器性能高的能量密度Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 1045410462Co(II)Cd(II)106.3 and 68.2 mg/g,吸附等溫線改性GO用于吸附重金屬離子Environ. Sci. Technol. 2013,