干貨｜石墨烯薄膜制備技術優缺點對比詳解石墨烯薄膜的制備石墨烯由于其超強的熱穩定性、化學穩定性、機械穩定性以及高透光性和電子遷移率等優點，因而被認為是制備膜材料**的材料之一。目前，石墨烯薄膜的制備方法有多種，主要包括：旋涂法、噴涂法、層層自組裝和化學氣相沉積法等。不同方法在制備石墨烯薄膜中的優缺點 1、旋涂法 旋涂法是一種較簡單的制備石墨烯薄膜的方法。首先，配制一定濃度的石墨烯溶液，采用高速離心得到單層石墨烯分散液。其次，將其覆蓋到預處理過的基底表面。最后，選擇適宜的轉速旋涂一定時間即得到石墨烯薄膜。溶液的濃度、旋涂速度、溶劑類型、旋涂次數以及外界溫度和濕度都對薄膜的厚度和質量具有一定的影響。 Yin等采用旋涂法在PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)表面制備出厚約16nm的石墨烯薄膜,這種膜具有良好的柔韌性和導電性,且在有機光伏電池中能穩定工作? Karthick等先采用4-苯重氮磺酸鹽對石墨烯進行修飾改性,接著將其分散在水中制備成膠狀分散液?最后,通過旋涂法在玻璃襯底表面將其制備成透明導電薄膜,其在可見光波長為550ｎｍ下透光率高達８９％，這種方法可以有效解決石墨烯在水溶液中分散性差的問題，從而消除其在應用中因分散性問題.帶來的阻礙，是一種簡單、快速制備高質量石墨烯薄膜的方法。 優缺點： 旋涂法是目前制備薄膜材料常用的一種方法，采用這種方法制備的薄膜較均勻、厚度可控且制備工藝簡單，可以在任意形狀的基底上制備薄膜，但最適合旋涂有一定粘度的溶液且溶劑的選取對膜質量影響較大。
2、噴涂法 噴涂法制備石墨烯薄膜是通過噴霧槍霧化石墨烯分散液，然后將霧化的分散液噴灑在基底表面，待溶劑揮發完全后即得到石墨烯薄膜。噴涂法制備薄膜中分散液的濃度、分散程度、噴涂的均勻性以及噴涂的時間均對薄膜的均一性和質量有很大的影響。 優缺點： 噴涂法制備石墨烯膜的方法具有簡單易操作、效率高、成本低、可在任意基底進行、對膜損傷小和可制備大面積薄膜等特點。但是，這一方法對懸浮液分散性要求較高，薄膜的均勻性不好，厚度難以精確控制。 3、層層自組裝法 層層自組裝法制備石墨烯薄膜，通常是先通過表面改性，使石墨烯氧化物表面帶有不同基團、電荷，從而通過靜電力、π-π作用、氫鍵等為驅動力進行層層自組裝制備出多功能的石墨烯薄膜，作用力的不同對薄膜的形貌和結構具有顯著的影響。 Wan等采用自組裝法通過檸檬酸鈉還原氧化石墨烯制備出一種韌性**的石墨烯薄膜，是一種有效且環保的制備石墨烯薄膜的新方法，在簡單、有效制備韌性佳的石墨烯薄膜方面具有很大的應用潛力。 江蘇大學的周亞洲等采用靜電自組裝技術，通過交替沉積聚（二烯丙基二甲基氯化銨）(PDDA)(或硝酸銀)和氧化石墨烯,制備氧化石墨烯/PDDA薄膜和氧化石墨烯/硝酸銀復合薄膜?他們在600℃經氬氣和氫氣還原后得到石墨烯薄膜和石墨烯／銀復合薄膜。結果表明，通過靜電自組裝法可以獲得生長均勻的薄膜，對比相同自組裝次數的石墨烯薄膜，石墨烯／銀復合薄膜具有更好的透光性和更低的薄膜方塊電阻。同時，研究發現銀的加入不僅能夠有效改善薄膜的導電性而且能夠改善其透光率。由此可見，此方法對于制備多功能、高品質石墨烯薄膜具有深遠指導意義。 優缺點： 層層自組裝法制備多功能石墨烯或者石墨烯復合薄膜，不受基底種類、形狀、大小的限制，可以通過控制超薄膜的結構、成分來制備多功能超薄膜。目前層層自組裝方法已經實現自動化生產。 4、化學氣相沉積法 化學氣相沉積(CVD)法是目前應用最廣泛的一種大規模工業化制備半導體薄膜材料的沉積技術，它提供了一種可控制備石墨烯薄膜的有效方法。在ＣＶＤ法中，基底的類型、生長的溫度、前驅體的流量等參數的選擇對石墨烯薄膜的生長工藝參數（如生長速率、厚度、面積等）具有很大的影響。 優缺點： 采用CVD法可以得到性能優異的大尺寸石墨烯薄膜，是目前制備高質量石墨烯薄膜的常用方法，但是其制備過程中苛刻的實驗條件和復雜的操作方法，使其很難成為一種大規模制備石墨烯薄膜的方法。 5、其他方法 Coleman等將石墨在膽酸鈉的水溶液中超聲剝離后經混纖膜抽濾，得到不同厚度的石墨烯薄膜，將薄膜轉移到PET基底上，制備出柔性透明導電薄膜。結果表明，制備的薄膜經氫氣和氬氣混合氣體氣氛還原后，其電導率明顯提高。多次彎曲后電阻變化不大，表明其具有非常良好的柔韌性，這種性能是ITO導電薄膜無法實現的。 朱辰杰等以SnCl4·5H2O和石墨烯為原料，采用溶膠－凝膠法在石英玻璃襯底上制備了SnO2摻雜石墨烯的薄膜。結果表明，石墨烯的摻入使氧化錫薄膜的晶體質量得到提高，薄膜樣品的光學譜帶發生“紅移”現象，隨著石墨烯含量的增加，氧化錫薄膜光致發光強度表現為逐步淬滅的現象。 Lim等采用恒電位聚合法制備了聚吡咯／石墨烯／錳氧化物三元納米復合薄膜。電化學測試結果表明，該三元納米復合電**有高的比電容（可達320.6F/g)，且經過1000個充電/放電循環后,其比電容仍能保持其初始值的93%以上。 Kim等用共電沉積法制備了石墨烯片層兩側沉積NiO的石墨烯復合薄膜（其制備流程圖如圖２所示）。這種薄膜顯示出良好的循環性和優異的導電性，作為鋰離子電池的陽極材料，經過50次循環充電／放電后其容量仍能保留586mA·h/g。
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