1. 化学气相沉积（ CVD）
图1 是实验室所用的 CVD 设备。这款管式炉以瑞典康泰尔电阻丝为加热元件，采用双层壳体结构和日本岛电 40 段程序控温系统，移相触发、可控硅控制，炉膛采用氧化铝多晶体纤维材料，分为上下两个半圆，需要急速冷却或换管子时，可以打开炉膛，双层炉壳间配有风冷系统，能快速升降温， 20 min 内能达到 1200 ℃，该炉具有温场均衡、表面温度低、升降温度速率快、节能等优点，利用甲烷等含碳化合物作为碳源，通过其在基体表面的高温分解生长石墨烯。 从生长机理上主要可以分为两种( 图 2 所示)： ( 1 )渗碳析碳机制：对于镍等具有较高溶碳量的金属基体，碳源裂解产生的碳原子在高温时渗入金属基体内，在降温时再从其内部析出成核，进而生长成石墨烯； ( 2 )表面生长机制：
对于铜等具有较低溶碳量的金属基体，高温下气态碳源裂解生成的碳原子吸附于金属表面，进而成核生长成 “石墨烯岛”，并通过 “石墨烯岛” 的二维长大合并得到连续的石墨烯薄膜。由于 CVD 方法制备石墨烯简单易行，所得石墨烯质量很高，可实现大面积生长，而且可以转移到各种基体上使用，因此该方法被广泛用于制备石墨烯晶体管和透明导电薄膜，目前已逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法。
图1 实验室所用的CVD设备图
图2 CVD生长石墨烯（ a）渗碳析碳机制 （ b）表面生长机制示意图
2. 胶带剥离(或微机械剥离)
2004 年由英国曼彻斯特大学的 Geim 研究组发展的一种制备石墨烯的方法，它利用胶带的粘合力， 通过多次粘贴将高定向热解石墨（ HOPG）、鳞片石墨等层层剥离，然后将带有石墨薄片的胶带粘贴到硅片等目标基体上，最后用丙酮等溶剂去除胶带，从而在硅片等基体上得到单层和少层的石墨烯。该方法具有过程简单, 产物质量高的优点，所
以被广泛用于石墨烯本征物性的研究，但产量低， 难以实现石墨烯的大面积和规模化制备。
3. 化学剥离
利用氧化反应在石墨层的碳原子上引入官能团，使石墨的层间距增大，从而削弱其层间相互作用，然后通过超声或快速膨胀将氧化石墨层层分离得到氧化石墨烯，最后通过化学还原或高温还原等方法去除含氧官能团得到石墨烯。该方法是目前可以宏量制备石墨烯的有效方法，并且氧化石墨烯可很好地分散在水中，易于组装，因此被广泛用于透明导电薄膜、复合材料以及储能等应用研究。然而，氧化、超声以及后续还原往往会造成碳原子的缺失，因此化学剥离方法制备的石墨烯含有较多缺陷、导电性差。
4. 热分解碳化硅( SiC)
利用硅的高蒸汽压，在高温( 通常>1400 ℃) 和超高真空( 通常<10-6 Pa)条件下使硅原子挥发，剩余的碳原子通过结构重排在 SiC 表面形成石墨烯层。采用该方法可以获得大面积的单层石墨烯，并且质量较高。然而，由于单晶 SiC的价格昂贵，生长条件苛刻，并且生长出来的石墨烯难于转移，因此该方法制备的石墨烯主要用于以 SiC 为衬底的石墨烯器件的研究。
