T/CGIA 001-2018 石墨烯材料术语和代号

ICS01.040.07

A22

TB

石墨烯产业联盟标准

T/CGIA001-2018

石墨烯材料术语和代号

Graphenematerialsterminologyanddesignation

2018-06-27发布2018-06-27实施

中国石墨烯产业技术创新战略联盟

发布

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

T/CGIA001-2018

目次

前言········································································································································II

引言······································································································································III

1范围····································································································································1

2基本术语······························································································································1

3石墨烯材料相关术语··············································································································2

4石墨烯材料常见制备方法·······································································································3

5石墨烯材料常见检测与表征方法·····························································································4

6石墨烯材料的产品代号··········································································································6

附录A不同种类的石墨烯材料的中文命名方法··············································································8

附录B本标准与T/CGIA-2017存在的主要差异··············································································9

附录C本标准与ISO/TS80004.13-2017存在的主要差异······························································13

附录D本标准的主要参编单位简介·······························································································17

参考文献·································································································································21

索引········································································································································22

I

T/CGIA001-2018

前言

本标准按GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起

草。

本标准由中国石墨烯产业技术创新战略联盟和中关村华清石墨烯产业技术创新联盟联合提出

并归口。

本标准起草单位：中关村华清石墨烯产业技术创新联盟、中国科学院宁波材料技术与工程研

究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、山东欧铂新材料有限公司、多氟多化工股份有限公司、

北京市理化测试分析中心、广西柳工机械股份有限公司、北京烯标国际科技发展有限公司、中国

计量科学研究院、宁波石墨烯创新中心有限公司、北京大学、中国科学院金属研究所、东南大学、

国家石墨烯产品质量监督检验中心（江苏）、中国科学院半导体研究所、烯旺新材料科技股份有

限公司、宁波墨西科技有限公司、济南圣泉集团股份有限公司、深圳华烯新材料有限公司、重庆

墨希科技有限公司、厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司、北京石墨烯研究院、华侨大学、中科院

合肥技术创新工程院、合肥开尔纳米能源科技股份有限公司、山东利特纳米技术有限公司、德阳

烯碳科技有限公司、上海市石墨烯产业技术功能型平台、上海超碳石墨烯产业技术有限公司、中

国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、合肥国轩高科动力能源有限公司、天奈（镇江）材料

科技有限公司、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、宝泰隆新材料股份有限公司、常州第六元

素材料科技股份有限公司、宁波中车新能源科技有限公司、上海利物盛企业集团有限公司、新奥

石墨烯技术有限公司、中国航发北京航空材料研究院、宜昌汇富硅材料有限公司、晋江成昌鞋业

有限公司、北京科技大学、哈尔滨工业大学、复旦大学、湖南医家智烯新材料科技股份有限公司、

青岛华高墨烯科技股份有限公司。

本标准主要起草人：戴石锋、刘兆平、陈成猛、董国材、刘忠范、成会明、任文才、孙立涛、

任玲玲、赵永彬、薛旭金、刘伟丽、林博、孙小伟、谭平恒、袁国辉、侯士峰、陈国华、刘立伟、

卢红斌、张明东、孟岩、王奇、马庆、杨续来、张芬红、李金来、张秀梅、周旭峰、王勤生、周

云、史浩飞、郑涛、毛鸥、洪江彬、张志明、杨程、高华、魏大鹏、彭文、王跃林、胡兴华、郑

应福、施秀华、吴春蕾、方崇卿、李晓俊、贾希来、郑岩、唐润理、李思幸、张超。

本标准自实施之日起，代替T/CGIA001-2017。

II

T/CGIA001-2018

引言

石墨烯材料是一种具有优异的光、电、热、力等性能的新型二维纳米材料，在新能源、电子、

交通运输、航空航天、海工装备、国防科技等领域极具应用潜力，成为近年来国内外科研界和产

业界高度关注的重点之一。世界主要大国将石墨烯材料及其应用技术提升到国家战略层面加以重

点开发，以期在由石墨烯引发的新一轮产业革命中占据主动和先机。我国政府高度重视石墨烯材

料的开发与应用，在《中国制造2025》《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《国家

创新驱动发展战略纲要》等国家重大重要规划文件中都对石墨烯发展进行了规划和布局。发展石

墨烯材料，对助推我国传统产业改造提升、支撑战略新兴产业发展壮大、带动材料产业升级换代

等都有着重要的现实意义。

“石墨烯（graphene）”概念早在20世纪40年代末提出，1987年首次在文献中使用了“graphene”

一词，其表示石墨中的单层碳原子平面结构[1,2]。但近年来，随着石墨烯的研究和开发的深入，尤

其在2010年“石墨烯”发现者获得诺贝尔物理奖后，“石墨烯”的概念及其内涵已经扩大化，学术界

和产业界对石墨烯存有不同的理解。因此，制定统一、公认的“石墨烯”术语及其相关术语体系的国

家标准显得尤为急迫和重要，这不仅有助于正确认识和理解“石墨烯”及其相关材料，促进产业和学

术的技术交流，更有利于促进产业的健康发展。

本标准界定的术语主要包括四方面内容：

a）二维材料领域的基本概念；

b）石墨烯材料的相关术语；

c）石墨烯材料的常见制备方法；

d）石墨烯材料的表征方法。

这四方面内容构成一个有机整体，为认识石墨烯及石墨烯材料提供了系统描述。本标准还提

出了石墨烯材料“产品代号”表示方法，通过“代号”中核心信息的自我公开声明，促进石墨烯产业的

有序健康发展。

本标准在界定术语时遵循了三个原则：

a）建立以“石墨烯”为核心的术语体系，保证术语的一致性和逻辑上的完整性；

b）术语及其定义的界定以学术、产业共同接受为目标，不能偏颇；

c）力争国内和国际对术语的理解保持一致，但不拘泥于某种观点。

III

T/CGIA001-2018

石墨烯材料术语和代号

１范围

本标准规定了石墨烯材料及其制备、检测与表征方法等方面的术语和定义，以及石墨烯材料

的产品代号。

本标准适用于石墨烯材料的科研、生产、流通、应用、检验等领域，是技术用语的依据。

2基本术语

2.1

石墨烯graphene

每一个碳原子以sp2杂化与三个相邻碳原子键合形成的蜂窝状结构的碳原子单层。

注1：它是许多碳材料的构建单元。

注2：修改采用ISO/TS80004.3-2010中的2.11。

2.2

层layer

<二维材料>凝聚态材料表面或内部可独立存在的且在厚度方向上尺寸受限的平面结构。

注：它可包含多种元素。

2.3

堆垛方向stackingdirection

<二维材料>与层（2.2）所在平面垂直的方向。

2.4

横向lateraldirection

<二维材料>层（2.2）所在平面的方向。

2.5

二维材料two-dimensionalmaterial，2Dmaterial

由单层（2.2）单独构成或多层（2.2）紧密堆垛而成，厚度处于纳米尺度或更小，横向（2.4）

尺寸明显大于厚度的材料。

注1：二维材料有别于其体材料的临界层数是由材料本身及考察的性质决定。

注2：层内原子间的相互作用力应远大于层间原子之间的相互作用力。

注3：厚度指堆垛方向（2.3）上的尺度。

注4：明显大于是指3倍以上。

2.6

层数numberoflayers

<二维材料>二维材料（2.5）在堆垛方向（2.3）上所含层（2.2）的数量。

3石墨烯材料相关术语

1

T/CGIA001-2018

常见的石墨烯材料相关术语包括但不限于下列术语。

3.1

单层石墨烯single-layergraphene，1LG

由1层石墨烯（2.1）单独构成的二维材料（2.5）。

注：它可独立存在或附着在某基体上。

3.2

双层石墨烯bilayergraphene，2LG

由2层石墨烯（2.1）堆垛构成的二维材料（2.5）。

注1：堆垛方式包括AB堆垛、AA堆垛、AA′堆垛等。

注2：它可独立存在或附着在某基体上。

3.3

多层石墨烯multi-layergraphene，MLG

由3层或至10层石墨烯（2.1）堆垛构成的二维材料（2.5）。

注1：堆垛方式包括ABC堆垛、ABA堆垛等。

注2：它可独立存在或附着在某基体上。

3.4

改性石墨烯modifiedgraphene，MG

在表面或内部通过化学法或物理法引入其他原子、分子或官能团的单层、双层或多层石墨烯

（3.1、3.2、3.3）。

注：常见改性方式包括氧化、氢化、氟化、磺化或异质掺杂等。

3.5

氧化石墨烯grapheneoxide，GO

石墨经过充分氧化、剥离等过程得到的改性石墨烯（3.4）。

注1：其碳氧比（C/O）与氧化程度有关，通常约为2。

注2：它通常具有较高的单层率。

3.6

还原氧化石墨烯reducedgrapheneoxide，rGO

氧化石墨烯经过还原处理得到的改性石墨烯（3.4）。

注：若经彻底还原，理论上可重新成为具有完美石墨烯结构的二维材料，但实际中很难实现。

3.7

石墨烯材料graphenematerials，GM

由石墨烯单独或紧密堆垛而成、层数不超过10层的二维材料及其衍生物。

注1：石墨烯材料（3.7）包括单层石墨烯（3.1）、双层石墨烯（3.2）、多层石墨烯（3.3）。

注2：常见改性方式包括氧化、氢化、氟化、磺化或异质掺杂等。

注3：石墨烯材料的存在形态有：薄膜、粉体、浆料和三维构造体。

注4：层数超过10层的一般称之为石墨。

3.8

石墨烯薄膜graphenefilm

在特定基底表面上生长形成的连续石墨烯材料（3.7）。

2

T/CGIA001-2018

注1：薄膜的微观组织结构可为单晶或多晶。

注2：在某些局部可能是不连续的，即为缺陷。

3.9

石墨烯片graphenenanosheet，GNS

离散状的石墨烯材料。

注：片径有纳米级和微米级之分。

3.10

石墨烯纳米带graphenenanoribbon，GNR

较长横向（2.4）尺寸远大于较短横向（2.4）尺寸的石墨烯材料（3.7）。

注：远大于指大于10倍。

3.11

石墨烯量子点graphenequantumdots，GQDs

横向（2.4）尺寸处于纳米尺度且具有量子限域效应的石墨烯材料（3.7）。

3.12

石墨烯粉体graphenepowder

石墨烯片（3.9）的无序聚集体。

3.13

石墨烯浆料graphenedispersion

石墨烯片（3.9）分散在某液相中形成的混合物。

注1：常见液相可能是水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮（NMP）或二甲基亚砜等，或是它们的混合物。

注2：如浆料中分散有其他固体不溶物，如碳纳米管等，其含量应显著小于石墨烯片含量。否则，不应称为

石墨烯浆料。

4石墨烯材料常见制备方法

常见制备方法包括但不限于下列方法。

4.1

机械剥离法mechanicalexfoliation，ME

通过施加物理机械力将石墨晶体解理制备石墨烯材料（3.7）的方法。

4.2

化学气相沉积法chemicalvapordeposition，chemicalvapourdeposition，CVD

在一定温度下含碳元素气体在衬底表面或气相中分解并沉积生成石墨烯材料（3.7）的方法。

注1：常用金属衬底包括铜、镍等；常用非金属衬底包括二氧化硅等。

注2：可以通过等离子体或微波等方式促进碳源分解。

4.3

氧化还原法oxidationandreduction，OR

石墨经氧化、剥离、还原等工艺环节制备成石墨烯材料（3.7）的方法。

3

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4.4

热裂解法pyrolysis，Py

在一定温度下将含有碳元素的化合物（如碳化硅SiC、生物质或聚合物等）通过热裂解的方式

生成石墨烯材料（3.2.7）的方法。

注：该方法可借助或不借助催化剂。

4.5

插层剥离法intercalationexfoliation，IE

将其他原子或分子插入石墨层间，进而将石墨解理制备石墨烯材料（3.7）的方法。

注：常用插层原子或分子包括溴（Br2）、氯化铁（FeCl3）、有机分子等。

4.6

液相剥离法liquidexfoliation，LE

在添加或未添加表面活性剂的溶剂中通过超声、高压液流等方式将石墨解理制备石墨烯材料

（3.7）的方法。

注1：常用溶剂包括水、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺（DMF）等。

注2：原料也可为膨胀石墨等。

4.7

电弧放电法arc-discharge，AD

利用阴阳电极间的电弧放电，石墨阳极在强电流下升华，在一定气氛下凝结生成石墨烯材料

（3.7）的方法。

4.8

化学合成法chemicalsynthesis，CS

高分子有机物经化学反应制备石墨烯材料（3.7）的方法。

5石墨烯材料常见检测与表征方法

5.1

扫描探针显微术scanningprobemicroscopy，SPM

利用测量扫描探针与样品表面相互作用所产生的信号，在纳米级或原子级的水平上研究物质

表面的原子和分子的几何结构及相关的物理、化学性质的分析技术。

[GB/T19619—2004，定义3.6.1]

注1：常用于石墨烯材料的扫描探针显微术包括扫描隧道显微术（scanningtunnelingmicroscopy,STM）、原

子力显微术（atomicforcemicroscopy,AFM）、扫描近场光学显微术（scanningnear-fieldopticalmicroscopy,SNOM）

等。

注2：该方法应用于测定石墨烯材料的微观形貌和结构、厚度、层数等。

5.2

扫描电子显微术scanningelectronmicroscopy，SEM

利用扫描入射电子束与样品表面相互作用所产生的各种信号（如二次电子、X射线谱等），

采用不同的信号检测器来观察样品表面形貌的分析技术。

[GB/T19619—2004，定义3.6.2]

注：该方法应用于测定石墨烯材料的微观形貌和结构等。

4

T/CGIA001-2018

5.3

透射电子显微术transmissionelectronmicroscopy，TEM

以透射电子为成像信号，通过电子光学系统的放大成像观察样品的微观组织和形貌的分析技

术。

[GB/T19619—2004，定义3.6.3]

注：该方法应用于测定石墨烯材料的微观形貌等。

5.4

X射线衍射法X-raydiffractometry，XRD

根据物质的X-射线衍射图谱特征，对其物相和结构等进行测定的分析方法。

[GB/T19619—2004，定义3.6.5]

注：该方法常用于分析石墨烯材料的晶体结构，如层间距、结晶性等。

5.5

X射线光电子能谱分析法X-rayphotoelectronspectroscopy，XPS

利用X射线作为激发源，样品的原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来，再根据这些

受激电子的能谱对样品表面的组成、结构、化学状态等，进行定性、半定量或定量分析的方法。

注：该方法常用于石墨烯材料的表面元素及其价态的定性和定量分析等。

5.6

拉曼光谱法Ramanspectrometry，RS

以单色光照射试样，有一小部分入射光与样品分子碰撞后产生非弹性散射，由于此谱线的产

生往往涉及分子的振动能级的变化。

[GB/T14666—2003，定义4.2.11]

注：该方法常用于表征石墨烯材料的层数、缺陷、堆垛方式和电子能带结构等。

5.7

光学对比度法opticalcontrast，OC

基于石墨烯材料与衬底的反射光强度的相对对比度来判断石墨烯材料层数的方法。

5.8

红外吸收光谱法infraredabsorptionspectrometry，IR

研究红外辐射与试样分子振动和（或）转动能级相互作用，利用红外吸收谱带的波长位置和

吸收强度来测定样品组成、分子结构等的分析方法。

[GB/T14666—2003，定义4.2.10]

注：该方法常用于分析石墨烯材料的组成、官能团、层数等。

5.9

紫外可见近红外分光光度测定法UV-visible-infraredspectrophotometry

测量样品在紫外可见近红外波段的分光光度的方法。

5.10

BET法BETmethod

根据压力和吸附量的关系，用BET方程计算出粉末表面气体单分子层的吸附量，进而求比表

面积的方法。

[GB/T19619—2004，定义3.6.12]

5

T/CGIA001-2018

注：该方法常用于分析石墨烯材料的比表面积。

5.11

电感耦合等离子体质谱法inductivelycoupledplasmamassspectrometry,ICP-MS

通过围绕在携带氩气管道周围的射频负载线圈所诱导的交替磁场，将在流动氩气中产生高温

放电，利用质谱仪分析此放电过程的方法。

[ISO/TS800046:2013，4.22]

5.12

能量色散X射线光谱法energy-dispersiveX-rayspectroscopy,EDS,EDX

利用并行探测器测量独立光子能量并用于建立X射线能量分布直方图的X射线光谱法。

[ISO/TS80004-6:2013,4.21]

5.13

电子能量损失能谱法electronenergylossspectroscopy,EELS

用电子能谱仪测量从单能激发源与样品进行非弹性相互作用后所发射的电子能谱，常出现源

于特定非弹性损失过程的谱峰。

注1：用大约和AES或XPS峰相同能量的入射电子束所得到的谱，在靠近近入射能量附近出现与其有关的

能量损失谱。

注2：用人射电子束测得的电子能量损失谱是束能、束入射角、发射角和样品电子性质的函数。

[ISO/TS800046:2013,4.14]

5.14

电子衍射法electrondiffractometry，ED

电子衍射法(Electrondiffractometry，ED)根据物质的电子衍射图谱特征，对其物相和结构等进

行测定的分析方法。

注：该方法常用于分析石墨烯材料的微观晶体结构，如层间距、结晶性等。

5.15

元素分析法elementalanalysis，EA

通过高温使样品氧化燃烧或裂解，并在载气的推动下，进入分离检测单元，分别定量测定C、

H、S、N和O等元素的方法。

5.16

X射线荧光光谱分析法X-rayfluorescence，XRF

利用X-射线作为激发源，根据受激电子的能谱对样品表面的组成、结构、化学状态等进行定

性或定量分析。

注：X射线荧光光谱分析法主要应用于对石墨烯材料中元素的定性和定量分析。

6石墨烯材料的产品代号

6.1一般原则

6.1.1石墨烯材料产品代号由种类代号、平均层数代号、制备方法代号依次排列，并且各代号之

间以“-”连接所构成，示例见图1。

6.1.2种类代号、平均层数代号、制备方法代号如表1所示。

6.1.3在实际生产和贸易中，可按需在制备方法代号之后增加产品相关信息，如纯度、碳氧含量

6

T/CGIA001-2018

比、用途等，相关代号由企业自行确定。

□-△-○

制备方法代号

平均层数代号

种类代号

图1石墨烯材料产品代号示意图

表1石墨烯材料产品代号

代号类别名称代号

氧化石墨烯GO

还原氧化石墨烯rGO

种类代号

改性石墨烯MG

石墨烯材料GMa

n层nLb

1层1L

平均层数代号

2层2L

多层ML

机械剥离法ME

化学气相沉积法CVD

氧化还原法OR

热裂解法Py

制备方法代号

插层剥离法IE

液相剥离法LE

电弧放电法AD

其他制备方法OTHc

a通用代号，在不具体明示种类时可用GM表示。

bn为石墨烯材料的平均层数。若平均层数计算值为非整数，应向上取整。宜告知测量层数所采用的方法。

c未列举的其他制备方法的代号。

6.2示例

示例1：以机械剥离法制备的单层石墨烯，其产品代号为GM-1L-ME。

示例2：以氧化还原法制备的多层还原氧化石墨烯（平均层数为5层），其产品代号为rGO-5L-OR。

示例3：以化学气相沉积法制备的石墨烯材料（平均层数为2层），其产品代号为GM-2L-CVD。

7

T/CGIA001-2018

附录A

（资料性附录）

不同种类的石墨烯材料的中文命名方法

A.1一般原则

A.1.1不同种类的石墨烯材料的名称由“[层数]”“[制备/改性/功能化方式]”“石墨烯”“[形态

及尺寸]”四个部分依次构成。

A.1.2“[层数]”部分指“单层”“双层”“多层”等层数修饰语。

A.1.3“[制备/改性/功能化方式]”部分指“化学气相沉积”“机械剥离”“氧化”“氢化”“氟化”

等制备/改性/功能化修饰语。

A.1.4“[形态及尺寸]”部分指“薄膜”、“片”、“粉体”、三维构造体或“浆料”等形态及尺寸修

饰语。

A.2示例

石墨烯材料的中文命名方法示例如图A.1所示，图中实心圆所代表的石墨烯材料的名称为“双

层化学气相沉积石墨烯薄膜”。

8

T/CGIA001-2018

图A.1石墨烯材料中文命名方法示意图

9

T/CGIA001-2018

附录B

（资料性附录）

本版标准与T/CGIA001-2017存在的主要差异

B.1本版标准与T/CGIA001-2017存在的主要差异见表B.1。

表B.1T/CGIA001-2018的主要变化

序号条款T/CGIA001-2017T/CGIA001-2018说明

编辑性修改。

根据GB/T20001.1-2001

石墨烯材料的术语、定义及代和GB/T10112-1999中术

1题目石墨烯材料术语和代号

号语标准的名称构成原则，

重新确定了本标准的名

称。

2.1石墨烯增加注2，标明该定义的来源。编辑性修改。

本定义采用了ISO在

2010年发布的定义，是

石墨烯的起源定义。

ISO/TS80004-13:2017中

石墨烯的定义，其内涵已

经有了扩充。

2.2层<二维材料>各近邻原子或离子<二维材料>凝聚态材料表面或技术性修改。

之间以化学键相结合所构成内部可独立存在的且在厚度方参考引用了ISO/TS

的，且在某一维度方向上的尺向上尺寸受限的平面结构。80004-13:2017的相关定

寸受限的平面结构物质单元。义。

2.5二维材由单层单独构成或多层紧密堆由单层单独构成或多层紧密堆编辑性修改。

料垛而成，堆垛方向尺寸处于纳垛而成，厚度处于纳米尺度或参考了ISO/TS

米或更小尺度，横向尺寸明显更小，横向尺寸明显大于厚度80004-13:2017的相关定

大于堆垛方向尺寸的材料。的材料。义，增加了“注1”，有

注1：层内原子间的相互作用注1：二维材料有别于其体材利于更准确理解定义。

力应远大于层间原子之间的相料的临界层数是由材料本身及

互作用力。考察的性质决定。

注2：明显大于是指大于3倍。注2：层内原子间的相互作用

10

T/CGIA001-2018

序号条款T/CGIA001-2017T/