石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層二維材料，具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度。其應(yīng)用前景非常廣泛，涵蓋了電子學(xué)、傳感器、生物技術(shù)、能源儲(chǔ)存等多個(gè)領(lǐng)域。而石墨烯粉末則是一種便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)氖┬螒B(tài)，其也擁有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　石墨烯粉末的制備方法主要有機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、熱還原法等。其中，機(jī)械剝離法是最早被應(yīng)用的制備方法之一，其通過(guò)將石墨烯片層與黏性基底剝離的方式來(lái)獲得石墨烯粉末。雖然這種方法簡(jiǎn)單易行，但是由于剝離過(guò)程中的機(jī)械壓力可能導(dǎo)致石墨烯的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因此其制備出的石墨烯粉末品質(zhì)相對(duì)較低。化學(xué)氣相沉積法和熱還原法則可以通過(guò)控制反應(yīng)條件和預(yù)處理材料來(lái)實(shí)現(xiàn)高純度的石墨烯粉末制備，但是這些方法相對(duì)復(fù)雜且成本高昂。

　　石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每?jī)蓚€(gè)相鄰碳原子間的鍵長(zhǎng)為1.42×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。