4。氧化还原法   

氧化还原法制备石墨烯是目前公认的应用最广泛且可大量制备石墨烯的方法，其生产成本低、操作简便，易于批量制备。该法以石墨粉为原料, 然后用强酸等强氧化性物质对其进行氧化生成氧化石墨，通过液相化学氧化工艺制备氧化石墨主要有三种方法，即Brodie法、Hummers法和Stauderunaie法[7,8]。其氧化原理是在石墨的层间引入了羟基、羰基、环氧基及羧基等含氧基团, 来增加石墨的层间距, 进一步处理就得到了石墨氧化物。然后将制备好的氧化石墨进行超声分散，剥离等操作，制备成氧化石墨烯分散液，再加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团得到石墨烯， 氧化还原法制备石墨烯如图2所示。

图2 氧化还原法制备石墨烯流程示意图

    氧化还原法制备石墨烯有一定的缺陷，在还原过程中，石墨烯的电子结构及警惕的完整性受到严重的破坏，含有较多缺陷，在一定程度上限制了其在精密微电子领域的应用。但是氧化还原法成本低廉且操作简单，且能制备出大量的石墨烯，是目前应用最广泛的制备石墨烯的方法。

1。1。3  石墨烯的应用

   石墨烯独特的二维片层结构具有很多优良的性能，所以石墨烯的研究和产业化发展持续升温，从石墨烯专利领域分布来看，有如下四个领域：

1。电化学传感器

    石墨烯因其独特的电子结构和优异的导电性，在纳米材料电化学传感器中得到广泛应用。在石墨烯基底上负载电催化活性物质，例如Au、Pt、Cu纳米粒子等来制作电极，不仅分散活性物质，还增加了电极的导电性，加快电子传输，提高电化学传感器的响应速度和检测的灵敏度。石墨烯还具有很好的生物相容性，所以它在生物传感器应用方面也具有很大的潜力。

2。储能和新型显示领域

    石墨烯具有极好的电导性和透光性，作为透明导电电极材料，在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。

3。半导体材料领域

    石墨烯被认为是替代硅的理想材料，大量有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。

4。生物医学领域

    石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA和蛋白质检测，但此应用研究仍处于起步阶段。

1。2  掺氮石墨烯的概述文献综述

    由于石墨烯的结构特点，导致它在实际应用中十分有限,为了解决这一问题，研究者们研究掺杂引入新的原子来修饰石墨烯的结构，改变它的性质，实现石墨烯在多方面的应用，氮掺杂石墨烯应用最为广泛。氮掺杂石墨烯材料就是以化学掺杂的方法对石墨烯材料进行的改性，由于氮原子和碳原子的原子半径十分相近，可以很好的调节原材料的电子结构，从而提高石墨烯的电子迁移率，使掺氮石墨烯具有更大的电容量。

氮掺杂石墨烯的制备主要有直接合成法和间接合成法。直接合成法中主要代表是CVD法，就是在基底生长出石墨烯，在生长过程中通入含氮的气体进行掺杂，而后再通过化学方法将石墨烯从基底分离出来，操作比较复杂，不能大规模用于实际生产。间接合成法就是对氧化石墨或者氧化石墨烯进行热处理，首先将氧化石墨溶于水中然后进行超声分散，得到均匀分散的氧化石墨烯溶液，再加入氨水或者尿素（提供氮源），并进行高温加热，最后得到掺氮石墨烯[9]。