自然界中存在大量的石墨材料，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。单层石墨被称为石墨烯，在自由状态下不存在该物质，都以多层石墨烯层叠的石墨片的形式存在。由于石墨片的层间作用力较弱，可以通过外力进行层层剥离，从而获得只有一个碳原子厚度的单层石墨烯。
常用的分散方法
1.微机械剥离法
用胶带直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来，不断重复这个过程。
使用一种材料与膨化或引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，絮片状晶体中含有单层石墨烯。
缺点：石墨烯产量低，面积小，难以精确控制尺寸，效率低，不能大规模制备。
2.化学气相沉积法
将一种或多种含碳的气态物质（通常为低碳的有机物气体）通入到真空反应器中，通过高温使含碳的气体分解碳化（通常为低碳的有机物气体），在基底表面生长出一种碳单质的过程。
缺点：石墨烯的六角蜂窝状晶体结构，无法完全石墨化，品质不如微机剥离法的好，高昂的成本及苛刻的设备要求都限制了其规模化制备石墨烯，还需要加入催化剂降低了石墨烯纯度。
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