玻璃是一种已经具有五千多年历史且广泛应用于日常生活的传统无机硅酸盐材料,石墨烯则是近年来发现的只由sp2杂化碳原子键合形成的具有蜂窝状结构的二维层状材料。将石墨烯复合到玻璃表面,在保证玻璃透光性的基础上,赋予其导电、导热、表面疏水以及生物相容等特殊性能,从而形成一种新型材料,拓展了石墨烯和玻璃的实际应用场景。目前,制备石墨烯玻璃材料的方法主要有间接制备法和直接制备法两种。间接直接法主要是将石墨烯分散液通过液相涂膜法涂覆在玻璃表面或者将生长在金属基底表面的石墨烯薄膜通过湿法转移至玻璃基底;直接法则是不涉及涂膜或转移等过程,直接在玻璃基底表面实现石墨烯的生长。直接制备法因为可以有效避免由于涂膜和转移过程造成的使得石墨烯各方面性能下降的污染、缺陷和褶皱等,有助于降低生产成本和推进石墨烯的工业化制备与规模化应用而受到了广泛的关注。利用化学气相沉积技术直接在玻璃基底表面生长石墨烯,通常需要几个小时才能制备覆盖率较高的石墨烯玻璃样品,并且得到的样品宏观均匀性较差、尺寸较小,这些因素都限制了石墨烯玻璃在实际场景的应用。为了提高石墨烯玻璃材料的制备效率,得到宏观均匀、尺寸较大的样品,急需发展在普通玻璃表面低成本、大面积、规模化、高质量制备石墨烯的方法。本文提出了一种利用玻璃基底自身所含的物质催化石墨烯的生长来制备石墨烯玻璃的方法,在15分钟时间内即可得到满覆盖的石墨烯玻璃样品,极大地提高了制备效率。同时,该技术在生长过程具有类似在铜基底表面生长石墨烯遵循的自限制生长的特征,制得的样品宏观均匀性良好。此外,液态基底表面降低了活性碳物种的迁移势垒,有利于快速制备结晶质量更好的石墨烯薄膜。论文主要包括以下两个内容:(1)利用该生长技术,可控地制备了石墨烯玻璃材料。从利用熔融玻璃提供液态基底表面着手,展示了快速生长石墨烯的基本结果,研究了生长温度、生长时间、恒温区的长短、载气和碳源的量以及升温过程气体的种类等影响因素对生长过程的作用。与此同时,研究了快速生长机制的原理,探索了石墨烯的成核以及基底所含的物质对石墨烯生长的影响。此外,还探究了熔融玻璃表面存在的石墨烯自限制生长行为模式的作用原理。与其他种类的玻璃基底相比,在这种玻璃基底表面生长的石墨烯圆片尺寸更大、分布得更加均匀且制备效率更高。(2)探索了所制备的石墨烯玻璃的简单应用。利用该技术制备的石墨烯玻璃,进一步制成了基于电热类的电致变色窗应用实例,并对其性能进行表征,验证其在实际应用中的可行性;此外,提出了应用石墨烯作为添加剂增强玻璃强度的设想。