【干货】从氧化石墨烯到石墨烯，这8种工艺你都知道吗？

水合肼法是目前使用最为广泛的还原GO制备石墨烯的方法，它主要利用水合肼去除GO表面的含氧官能团。此方法获得的石墨烯程度高，质量好且电导性极高，但水合肼本身存在有害因素并会引入C-N基团，又由于石墨烯不亲水的性质，水合肼法得到的石墨烯无法在水中分散，性能很差，使用价值有限。

高温热还原法也是常见的GO制备石墨烯的方法之一。首先将GO快速加热到800℃以上，脱除含氧基团并且实现GO的充分剥离，实际操作中为实现GO片层间的充分剥离，氧化石墨需要瞬间升温到1000℃以上。GO表面的大部分含氧基团对温度十分敏感，在温度升到 230℃左右时就会从GO表面脱落下来，从而实现对GO的还原。此法的优点是可以规模化制备，缺点是需要高温炉，且还原的程度不高。

要在低温下实现GO片层间的剥离，制造足够大的内外压力差是关键。在低温下，借助GO表面上含氧官能团分解产生的内应力，施加以外力，产生的压力差可以实现片层的剥离，这类似于生活中的爆米花原理。在石墨烯制备过程中最为简单而且能够降低环境压力的方法就是营造真空环境。

微波加热具有选择性自身加热、加热温度均匀、升温速度快和活化反应物等特点。液相微波法的机理是：石墨烯本身是一种良好的吸波材料；另外，微波辐射具有选择性加热溶剂的特点，同时石墨氧化物因表面的羟基、羧基以及一些含氧基团能分解成气体而得以剥离和还原。同高温热还原法相比，微波剥离程度更加完全，更加方便。

固相微波法的使用也较为普遍，由于微波加热过程中GO表面的含氧官能团被分解成气体，产生的压强克服了片层间的范德华力，所以GO得以成功剥离。石墨烯能迅速吸收微波，并将能量快速传递给周围的物质。因此利用石墨烯的这种特点，将石墨烯与GO混合，然后对GO/ 石墨烯混合物进行微波加热，便可成功制备石墨烯。

电化学法作为一种绿色环保，操作简单的方法可用于大规模生产，但需要高电压作为反应条件，缓冲溶液的制备也较为复杂。将使用电化学方法获得的GO分散于水中透析纯化 48h，再超声 30min，即获得剥离的GO溶液。该方法制备的石墨烯可以简单地完成还原GO修饰电极，表现出优异的光电探测性能，可被用来制备柔性传感器。

水热法或溶剂热法是利用水热或溶剂热的高温高压条件，使石墨烯氧化物层间的大量含氧官能团迅速分解，产生大量气体，其原理类似于热还原法，利用足够大的压强克服片层间的范德华力，从而得到石墨烯。值得注意的是：GO的溶剂热与选用的溶剂极性有关，极性越大，越容易还原。

碱法是将GO分散在碱性溶液里对其进行还原的方法。把GO分散在NaOH 或其他强碱性溶液中 (pH为11 ～13)，可以获得深黑色的稳定分散液，而GO/水分散液是亮棕色，这说明GO发生了部分还原。该方法摒弃了其它还原剂，直接利用价廉易得的碱液还原石墨烯氧化物来制备石墨烯，实现了较好的突破。但是碱法仍然无法从源头上减少缺陷的引入。