长基底，因而制得的石墨烯具有二维平面结构，而这种平面结构极大的限制了石墨烯的应用范围。

而中科院金属所的成会明课题组创新性地以具有三维孔道结构的泡沫作为生长基底，采用法制得了具有三维孔道结构的石墨烯网络简称三维石墨烯，拓宽了石墨烯的物性。

在三维石墨烯的生长过程中，如果在甲烷分解的过程中引入氨气，则氨气会在泡沫的催化下分解生成氮原子，生成的氮原子会吸附在泡沫表面的活性位点上，在冷却的过程中，这些氮原子便会与析出的碳原子结合从而形成氮掺杂石墨烯。

由于生长基底是具有三维网状结构的泡沫，因而得到的便是具有三维孔道结构的氮掺杂石墨烯网络简称氮掺杂三维石墨烯。

氮掺杂三维石墨烯的法制备生长将泡沫裁剪成的方片，取片放入到石英舟中，将石英舟放入石英管中，拧紧石英管两端的法兰，通入气体，设定炉的升温程序，开始加应用中表现出了良好的性能。

年，温州医科大学的瞿佳研究组通过在法生长三维石墨烯的过程中引入氨气，制备出了氮掺杂三维石墨烯，这种氮掺杂三维石墨烯对氧化还原反应具有更好的电催化活性。

与之前的方领域比本征的三维石墨烯具有更好的应用前景。

年，清华大学的石高全课题组用吡咯作为氮源与氧化石墨烯混合制得了氮掺杂三维石墨烯，并将其应用于吸附超级电容器以及催化氧化还原反应中，这种氮掺杂三维石墨烯在这些传感器以及超级电容器中的应用。

因此，科学家们提出将氮原子引入三维石墨烯的晶格中，制成氮掺杂三维石墨烯，从而提高三维石墨烯表面的活性位点。

氮掺杂三维石墨烯兼具氮掺杂石墨烯以及三维石墨烯的优势，因此在些表现出诸多优良的性能，在场效应晶体管传感器超级电容器锂离子电池燃料电池等领域的应用前景十分广阔。

随着三维石墨烯研究的不断深入，科学家们发现，本征的三维石墨烯活性位点较少，这不利于它在电池进行。

此外，单层石墨烯经过氮掺杂以后，石墨烯的费米能级会高于狄拉克点，费米能级附近的态密度会受到抑制与此同时，石墨烯导带与价带之间的带隙也会打开，这使得氮掺杂石墨烯有望用于半导体器件中。

氮掺杂石墨烯石墨烯。

相比本征的石墨烯，氮掺杂石墨烯具有完全不同的性质。

随着氮原子的引入，石墨烯中碳原子的自旋密度以及电荷分布情况会受到相邻氮原子的影响，从而在石墨烯表面产生活性位点，这些活性位点可以催化各种反应的燃料电池染料敏化太阳能电池锂离子电池锂空气电池以及超级电容器等众多领域。

氮掺杂三维石墨烯简介由于氮原子具有与碳原子近似的原子半径，因而它可以作为电子给体取代石墨烯晶格中的碳原子，从而得到氮掺杂用氧化石墨烯制得的三维石墨烯具有更大的孔隙率和比表面积，因而在吸附以及能量存储领域中有着更好的应用。

随着三维石墨烯的制备方法的不断拓展，它的应用范围也越来越广，已经涉及到复合材料传感药物检测吸附关注。

它被广泛地应用于柔性器件导热电磁屏蔽超级电容器催化生物传感器等领域。

年，浙江大学高超研究组采用氧化石墨烯制备出石墨烯气凝胶。

这种新型的石墨烯气凝胶是世界上最轻的固体材料。

这种兼具三维网络结构和石墨烯独特的物理性质，不仅具有较低的密度定的孔隙率和比表面积，而且还具有优异的电学热学和力学性能，它拓展了石墨烯的物性和应用领域。

因此，这种法制得的三维石墨烯受到了广泛的弥补二维石墨烯的不足，科学家们提出了多种构筑具有三维网状结构的石墨烯的方法。

年，中科院金属所的成会明研究组首次以金属泡沫作为生长基体采用方法成功制备出了高质量的三维石墨烯。

这种三维石墨烯材料制，机械剥离法无法用于大量制备石墨烯。

因此，科学家们发展了多种大量制备石墨烯的方法。

然而，这些方法制得的石墨烯往往都为片状，使得体积比表面积较小，不利于石墨烯在电化学储能催化传感等领域的应用。

为了度认为，石墨烯仅仅是种存在于理论中的物质，在现实中不可能稳定存在。

作为首个在实验室中制得石墨烯的方法，机械剥离法此后被广泛用于石墨烯的研究中，同时它也极大的促进了石墨烯领域的发展。

然而，受自身的限学气相沉积，法等，。

年，英国曼彻斯特大学的安德烈杰姆和克斯特亚诺沃肖洛夫用机械剥离法首次从石墨中得到了石墨烯。

在此之前，物理学家曾和高导复合材料柔性透明电极锂离子电池以及传感器等方面展现出巨大的应用潜力。

自年以来，科学家们已发展出多种制备石墨烯的方法，包括机械剥离法或金属单晶表面外延生长法化学氧化剥离法以及化率的机械强度很好的柔韧性和近的伸展率超高热导率很好的透光性高达的比表面积。

这些优异的物理性质使石墨烯在超级电容器高性能晶体管超强章绪论氮掺杂三维石墨烯简介三维石墨烯简介石墨烯作为种新型的碳材料，具有优异的电学热学光学特性以及良好的结构柔性，这得益于其独特而完美的二维蜂窝状晶体结构，。

例如，石墨烯具有超高的载流子迁移率章绪论氮掺杂三维石墨烯简介三维石墨烯简介石墨烯作为种新型的碳材料，具有优异的电学热学光学特性以及良好的结构柔性，这得益于其独特而完美的二维蜂窝状晶体结构，。

例如，石墨烯具有超高的载流子迁移率的机械强度很好的柔韧性和近的伸展率超高热导率很好的透光性高达的比表面积。

这些优异的物理性质使石墨烯在超级电容器高性能晶体管超强和高导复合材料柔性透明电极锂离子电池以及传感器等方面展现出巨大的应用潜力。

自年以来，科学家们已发展出多种制备石墨烯的方法，包括机械剥离法或金属单晶表面外延生长法化学氧化剥离法以及化学气相沉积，法等，。

年，英国曼彻斯特大学的安德烈杰姆和克斯特亚诺沃肖洛夫用机械剥离法首次从石墨中得到了石墨烯。

在此之前，物理学家曾度认为，石墨烯仅仅是种存在于理论中的物质，在现实中不可能稳定存在。

作为首个在实验室中制得石墨烯的方法，机械剥离法此后被广泛用于石墨烯的研究中，同时它也极大的促进了石墨烯领域的发展。

然而，受自身的限制，机械剥离法无法用于大量制备石墨烯。

因此，科学家们发展了多种大量制备石墨烯的方法。

然而，这些方法制得的石墨烯往往都为片状，使得体积比表面积较小，不利于石墨烯在电化学储能催化传感等领域的应用。

为了弥补二维石墨烯的不足，科学家们提出了多种构筑具有三维网状结构的石墨烯的方法。

年，中科院金属所的成会明研究组首次以金属泡沫作为生长基体采用方法成功制备出了高质量的三维石墨烯。

这种三维石墨烯材料兼具三维网络结构和石墨烯独特的物理性质，不仅具有较低的密度定的孔隙率和比表面积，而且还具有优异的电学热学和力学性能，它拓展了石墨烯的物性和应用领域。

因此，这种法制得的三维石墨烯受到了广泛的关注。

它被广泛地应用于柔性器件导热电磁屏蔽超级电容器催化生物传感器等领域。

年，浙江大学高超研究组采用氧化石墨烯制备出石墨烯气凝胶。

这种新型的石墨烯气凝胶是世界上最轻的固体材料。

这种用氧化石墨烯制得的三维石墨烯具有更大的孔隙率和比表面积，因而在吸附以及能量存储领域中有着更好的应用。

随着三维石墨烯的制备方法的不断拓展，它的应用范围也越来越广，已经涉及到复合材料传感药物检测吸附燃料电池染料敏化太阳能电池锂离子电池锂空气电池以及超级电容器等众多领域。

氮掺杂三维石墨烯简介由于氮原子具有与碳原子近似的原子半径，因而它可以作为电子给体取代石墨烯晶格中的碳原子，从而得到氮掺杂石墨烯。

相比本征的石墨烯，氮掺杂石墨烯具有完全不同的性质。

随着氮原子的引入，石墨烯中碳原子的自旋密度以及电荷分布情况会受到相邻氮原子的影响，从而在石墨烯表面产生活性位点，这些活性位点可以催化各种反应的进行。

此外，单层石墨烯经过氮掺杂以后，石墨烯的费米能级会高于狄拉克点，费米能级附近的态密度会受到抑制与此同时，石墨烯导带与价带之间的带隙也会打开，这使得氮掺杂石墨烯有望用于半导体器件中。

氮掺杂石墨烯表现出诸多优良的性能，在场效应晶体管传感器超级电容器锂离子电池燃料电池等领域的应用前景十分广阔。

随着三维石墨烯研究的不断深入，科学家们发现，本征的三维石墨烯活性位点较少，这不利于它在电池传感器以及超级电容器中的应用。

因此，科学家们提出将氮原子引入三维石墨烯的晶格中，制成氮掺杂三维石墨烯，从而提高三维石墨烯表面的活性位点。

氮掺杂三维石墨烯兼具氮掺杂石墨烯以及三维石墨烯的优势，因此在些领域比本征的三维石墨烯具有更好的应用前景。

年，清华大学的石高全课题组用吡咯作为氮源与氧化石墨烯混合制得了氮掺杂三维石墨烯，并将其应用于吸附超级电容器以及催化氧化还原反应中，这种氮掺杂三维石墨烯在这些应用中表现出了良好的性能。

年，温州医科大学的瞿佳研究组通过在法生长三维石墨烯的过程中引入氨气，制备出了氮掺杂三维石墨烯，这种氮掺杂三维石墨烯对氧化还原反应具有更好的电催化活性。

与之前的方法相比，这种方法更加简便，这极大的推进了氮掺杂三维石墨烯的研究。

相比本征的三维石墨烯而言，氮掺杂三维石墨烯具有更多的活性位点以及更高的电子传导效率，它在吸附超级电容器催化以及染料敏化太阳能电池中表现出了较好的性能，。

氮掺杂三维石墨烯的制备极大的拓宽了三维石墨烯的应用，因而受到了科学家们的广泛关注。

制备氮掺杂三维石墨烯的方法通常有还原氧化石墨烯法和法。

氮掺杂三维石墨烯的制备方法还原氧化石墨烯法氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物。

可将氧化石墨烯视为种非传统型态的软性材料，它具有聚合物胶体薄膜，以及两性分子的特性。

通常的制备氧化石墨烯的方法是将石墨氧化从而得到含有多种含氧基团的氧化石墨烯，因而有望在电化学生物传感器中有所应用。

然而，关于氮掺杂三维石墨烯在电化学生物传感方面的应用还鲜有报道。

因此，研究氮掺杂三维石墨烯在电化学生物传感器中的应用对拓宽氮掺杂三维石墨烯的应用范围具有重要的意义。

论文选题与研究思路生物传感器是种将特定生物分析物的浓度转换为可测量的信号的分析器件，它般由生物识别分子例如酶抗体等等和信号转换器如电极光转换器压电转换器等组成。

其中，将生物分析物的浓度转换为电信号的器