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石墨烯及石墨烯基复合材料的制备与性能研究综述报告
石墨烯是由碳原子单层组成的二维晶体结构，具有极高的导电性、热导率、机械强度和化学稳定性等优异性质。因此，石墨烯及其衍生物在材料科学、能源存储、催化剂、传感器、生物医学等领域具有广泛应用。本文主要综述了石墨烯及石墨烯基复合材料的制备及其性能研究。
1.石墨烯制备方法
石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法等。其中机械剥离法是最早被发现的方法，通过使用胶带、划刀等工具来剥离石墨多层薄片，再通过化学氧化还原反应得到单层石墨烯。但其制备过程需要大量的时间和人力投入，成本较高，难以大规模应用。而化学气相沉积法则是一种将碳源分解在金属表面生成石墨烯的方法，制备方法简单，产量较高，但需要高温高压条件下运行，且需要对金属催化剂进行选择和优化以得到高质量的石墨烯。化学还原法则是一种将氧化石墨薄片还原为石墨烯的方法，不但简单易行，且制备的产品具有较高的结晶度及导电性，因此得到广泛应用。但其制备过程中需要使用还原剂，易造成环境污染和安全隐患。
2.石墨烯基复合材料制备方法
石墨烯基复合材料的制备方法主要包括物理复合法、化学成键法和生物合成法等。物理复合法是将石墨烯与不同类型的基质物理混合得到的复合材料，如石墨烯-高分子复合材料、石墨烯-金属复合材料等。化学成键法则是通过在石墨烯表面引入不同的官能团与基质之间的化学键相互作用形成键合的复合材料。生物合成法则是利用生物合成技术合成石墨烯复合材料，其中最常见的是利用微生物合成石墨烯复合材料。
3.石墨烯及其复合材料的性能研究
石墨烯及其复合材料的性能研究主要包括电学性能、热学性能、机械性能和光学性能等。电学性能方面，石墨烯具有优异的电导率和电子迁移性质，因此被广泛应用于电池电极、传感器和场效应管等领域。热学性能方面，石墨烯具有极高的热传导率和稳定性，因此得到广泛应用于热管理领域。机械性能方面，石墨烯具有优异的强度和弹性模量，因此被广泛应用于柔性电子器件、高强度复合材料和防弹材料等领域。光学性能方面，石墨烯具有优异的透过率和吸收率，被广泛应用于太阳能电池和光控开关等领域。
总之，石墨烯及其复合材料具有优异的性能，在许多领域有广泛的应用前景。但是，目前还存在一些问题需要解决，如大规模制备和应用成本较高、稳定性不足等问题，这需要在制备和应用中进行深入的研究和探索。