有机合成法（ Organic Synthesis）制备石墨烯

早在一个世纪前，人们就开始利用有机合成方法制备具有特殊电学性质和自组装性质的多环芳烃分子（ PAHs）。在此基础上，制备了大量具有特殊结构的石墨烯前驱体，核心分子是含有42个碳原子的六苯并蔻（ HBC）。首先利用Diels-Alder反应制备出合适的枝化低聚苯撑，然后氧化脱氢环化形成平面石墨烯碎片。通过这个方法制备的石墨烯分子核心含有90至222个碳原子，目前合成的最大石墨烯如图所示。

目前合成的最大石墨烯分子的结构

苝酰亚胺（ PBIs）作为一类有机功能性染料，具有稳定的化学、热学和光学性质，因此，近年来基于PBIs的分子体系被广泛研究。以PBIs为基本单元实现了酰亚胺基团功能化的石墨烯纳米带的化学合成。他们通过偶联反应合成出了苝酰亚胺的三聚物（核心含有19个六元碳环，六个酰亚胺基则分布在边缘），并沿其湾（ bay）位构筑了石墨烯纳米带。通过高效液相（ HPLC）成功分离出两种三聚PBIs的结构异构体，这是由于存在两种可能的连接位置。两种异构体表现出了宽且红移的吸收光谱。随着低聚物PBIs的PBI单元个数的增加（从PBI到两聚PBIs到三聚PBIs），π体系逐渐膨胀，进而影响到其一系列的光电学性质，这意味着功能化石墨烯纳米带在有机电子学中有潜在的应用价值。

相对于其它方法，通过自下而上的有机合成法可以制备具有确定结构且无缺陷的石墨烯纳米带，并可以进一步对石墨烯纳米带进行功能化修饰。但有机合成方法制备的石墨烯分子具有大小不同的尺寸，且随着分子尺寸的增加，合成过程中面临的最大问题是溶解性的降低和副反应的发生，因此极大的制约了该方法的推广和发展。

石墨烯