石墨烯出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中是在2004年，其時(shí)，英國(guó)的兩位科學(xué)家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃塞洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種十分簡(jiǎn)單的辦法得到越來(lái)越薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開(kāi)膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，所以薄片越來(lái)越薄，最后，他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。這今后，制備石墨烯的新辦法層出不窮，經(jīng)過(guò)5年的開(kāi)展，人們發(fā)現(xiàn)，將石墨烯帶入工業(yè)化生產(chǎn)的領(lǐng)域已為時(shí)不遠(yuǎn)了。
制備辦法：
　　石墨烯的合成辦法主要有兩種：機(jī)械辦法和化學(xué)辦法。機(jī)械辦法包括微機(jī)械別離法、取向附生法和加熱SiC的辦法 ； 化學(xué)辦法是化學(xué)復(fù)原法與化學(xué)解理法。
1.微機(jī)械別離法
　　最普通的是微機(jī)械別離法，直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來(lái)。2004年Novoselovt等用這種辦法制備出了單層石墨烯，并能夠在外界環(huán)境下安穩(wěn)存在。典型制備辦法是用別的一種資料膨化或許引進(jìn)缺陷的熱解石墨進(jìn)行沖突，體相石墨的外表會(huì)產(chǎn)生絮片狀的晶體，在這些絮片狀的晶體中含有單層的石墨烯。但缺陷是此法是運(yùn)用沖突石墨外表取得的薄片來(lái)篩選出單層的石墨烯薄片，其尺度不易控制，無(wú)法可靠地制作長(zhǎng)度足供使用的石墨薄片樣本。
取向附生法—晶膜成長(zhǎng)
　　取向附生法是運(yùn)用成長(zhǎng)基質(zhì)原子結(jié)構(gòu)“種”出石墨烯，首先讓碳原子在 1 1 5 0 ℃下滲入釕，然后冷卻，冷卻到850℃后,之前吸收的很多碳原子就會(huì)浮到釕外表，鏡片形狀的單層的碳原子“ 孤島” 布滿了整個(gè)基質(zhì)外表，終究它們可長(zhǎng)成完整的一層石墨烯。第一層掩蓋 8 0 ％后，第二層開(kāi)端成長(zhǎng)。底層的石墨烯會(huì)與釕產(chǎn)生激烈的交互作用，而第二層后就幾乎與釕徹底別離，只剩下弱電耦合，得到的單層石墨烯薄片體現(xiàn)令人滿意。但選用這種辦法生產(chǎn)的石墨烯薄片往往厚度不均勻，且石墨烯和基質(zhì)之間的黏合會(huì)影 響碳層的特性。別的Peter W.Sutter 等運(yùn)用的基質(zhì)是稀有金屬釕。
加熱 SiC法
　　該法是經(jīng)過(guò)加熱單晶6H-SiC脫除Si，在單晶(0001) 面上分解出石墨烯片層。詳細(xì)進(jìn)程是：將經(jīng)氧氣或氫氣刻蝕處理得到的樣品在高真空下經(jīng)過(guò)電子炮擊加熱，除去氧化物。用俄歇電子能譜確定外表的氧化物徹底被移除后，將樣品加熱使之溫度升高至1250~1450℃后恒溫1min~20min，從而構(gòu)成極薄的石墨層，經(jīng)過(guò)幾年的探究，Berger等人已經(jīng)能可控地制備出單層或是多層石墨烯。其厚度由加熱溫度決議，制備大面積具有單一厚度的石墨烯比較困難。
　　一條以商品化碳化硅顆粒為質(zhì)料，經(jīng)過(guò)高溫裂解規(guī)模制備高品質(zhì)無(wú)支持（Free standing）石墨烯資料的新途徑。經(jīng)過(guò)對(duì)質(zhì)料碳化硅粒子、裂解溫度、速率以及氣氛的控制，能夠完成對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)和尺度的調(diào)控。這是一種十分新穎、對(duì)完成石墨烯的實(shí)踐使用十分重要的制備辦法。
2.化學(xué)復(fù)原法
　　化學(xué)復(fù)原法是將氧化石墨與水以1 mg/mL的 比例混合， 用超聲波振蕩至溶液清晰無(wú)顆粒狀物質(zhì)，加入適量肼在1 0 0℃回流2 4 h ，產(chǎn)生黑色顆粒狀沉淀，過(guò)濾、烘干即得石墨烯。Sasha Stankovich 等運(yùn)用化學(xué)渙散法制得厚度為1 nm左右的石墨烯。
    化學(xué)解理法
　　化學(xué)解理法是將氧化石墨經(jīng)過(guò)熱復(fù)原的辦法制備石墨烯的辦法，氧化石墨層間的含氧官能團(tuán)在一定溫度下產(chǎn)生反響，迅速放出氣體，使得氧化石墨層被復(fù)原的同時(shí)解理開(kāi)，得到石墨烯。