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目前有麻省理工学院的Kong等[2]、韩国成均馆大学的Hong等[2]和普渡大学的Chen等[2] ,3个独立的研究组在利用CVD法制备石墨烯。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉, 通入含碳气体, 例如, 碳氢化合物, 它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面, 形成石墨烯, 通过轻微的化学刻蚀, 使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。这种薄膜在透光率为80% 时电导率即可达到1.1×106S/m, 成为目前透明导电薄膜的潜在替代品。
用CVD 法可以制备出高质量大面积的石墨烯，但是理想的基片材料单晶镍的价格太昂贵，这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求，但成本较高，工艺复杂。
（3） 氧化-还原法
氧化-还原法以其低廉的成本且容易实现规模化的优势成为制备石墨烯的最佳方法，而且可以制备稳定的石墨烯悬浮液，解决了石墨烯不易分散的问题。氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO)，经过超声分散制备成氧化石墨烯( 单层氧化石墨)，加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，得到石墨烯。
氧化-还原法被提出后, 以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的最简便的方法, 得到广大石墨烯研究者的青睐。Ruoff等[2]发现通过加入化学物质例如二甲肼、对苯二酚、硼氢化钠(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基团, 就能得到石墨烯。氧化-还原法可以制备稳定的石墨烯悬浮液, 解决了石墨烯难以分散在溶剂中的问题。石墨烯具有极大的比表面积, 容易发生不可逆团聚, 一旦团聚, 石墨烯粉末也很难分散于溶剂中。研究表明, 石墨烯在环戊酮中分散性最好, 但可分散浓度也只有8.5µg/mL, 要拓展石墨烯在喷涂和液-液自组装等领域的应用, 就需要制备稳定的石墨烯悬浮液。Li等[2]通过用氨水调节溶液的pH为10左右, 控制石墨烯层间的静电作用, 制备出了在水中稳定分散的石墨烯悬浮液, 而且拥有相当高的电导率(7200S/m)。
氧化-还原法唯一的缺点是制备的石墨烯存在一定的缺陷，例如，五元环、七元环等拓扑缺陷或存在-OH基团的结构缺陷，这些将导致石墨烯部分电学性能的损失，使石墨烯的应用受到限制, 但是这种制备方法简便且成本较低，不仅可以制备出大量石墨烯悬浮液,而且有利于制备石墨烯的衍生物，拓展了石墨烯的应用领域。
（4） 化学合成法
化学合成法主要是以苯环或其他芳香体系为核，通过偶联反应使苯环上6个碳原子均被取代，然后相邻取代基之间脱氢形成新的芳香环，如此进行多步反应使芳香体系变大，从而合成具有较大平面结构的石墨烯。
Wang等[1]用该法制得了面积较大的石墨烯，并用紫外可见吸收光谱对其进行了表征。Choucair等[1]采用溶剂热法，先用乙醇和钠作为原料来制备中间物质，冉通过中间物质的裂解、超声分散等处理得到了克量级的石墨烯，一定程度上解决了一般化学合成法所带来的环境污染问题。
化学合成法不采用石墨为原料，而是刷各种芳烃类来制备石墨烯，不仅拓宽了石墨烯的制备途径，而且对研究石墨烯的化学形成过程和物理性质有着重要意义；但是，该法反应步骤多，反应时间长，脱氢效率不高，容易造成结构缺陷，金属催化剂会造成环境污染。