鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:14205次 | 2018年05月30日
石墨烯的化學(xué)性質(zhì)介紹
我們至今關(guān)于石墨烯化學(xué)知道的是:類似石墨表面,石墨烯可以吸附和脫附各種原子和分子。從表面化學(xué)的角度來看,石墨烯的性質(zhì)類似于石墨,可利用石墨來推測(cè)石墨烯的性質(zhì)。石墨烯化學(xué)可能有許多潛在的應(yīng)用,然而要石墨烯的化學(xué)性質(zhì)得到廣泛關(guān)注有一個(gè)不得不克服的障礙:缺乏適用于傳統(tǒng)化學(xué)方法的樣品。這一點(diǎn)未得到解決,研究石墨烯化學(xué)將面臨重重困難。
1、氧化性,與活潑金屬反應(yīng)
C+K=C8K
相當(dāng)于打開部分雙鍵
2、加成反應(yīng),也是打開部分雙鍵
3、還原性,可被氧化性酸氧化
4HNO3+C=4NO2+CO2+2H2O
通過該方法可以將石墨烯裁成小碎片。
4、在空氣中高溫被氧化
C+O2=CO或CO2
石墨烯的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定
單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu),外觀、密度、熔點(diǎn)等各自不同,常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑,這里說化學(xué)性質(zhì),也就是不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),就要看它的同素異形體了,比如金剛石的熔點(diǎn)超過3500℃,這就不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)了。
石墨烯的碳原子排列與石墨的單原子層雷同,是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格(honeycombcrystallattice)排列構(gòu)成的單層二維晶體。石墨烯可想像為由碳原子和其共價(jià)鍵所形成的原子尺寸網(wǎng)。石墨烯的命名來自英文的graphite(石墨)+-ene(烯類結(jié)尾)。石墨烯被認(rèn)為是平面多環(huán)芳香烴原子晶體。
石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,碳碳鍵(carbon-carbonbond)僅為1.42Å。石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌,當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí),碳原子面會(huì)彎曲變形,使得碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力,從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性。另外,石墨烯中的電子在軌道中移動(dòng)時(shí),不會(huì)因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于原子間作用力十分強(qiáng),在常溫下,即使周圍碳原子發(fā)生擠撞,石墨烯內(nèi)部電子受到的干擾也非常小。
石墨烯卷成圓桶形可以用為碳納米管;另外石墨烯還被做成彈道晶體管(ballistictransistor)并且吸引了大批科學(xué)家的興趣。在2006年3月,佐治亞理工學(xué)院研究員宣布,他們成功地制造了石墨烯平面場(chǎng)效應(yīng)晶體管,并觀測(cè)到了量子干涉效應(yīng),并基于此結(jié)果,研究出以石墨烯為基材的電路。
綜上所述,本文已為講解石墨烯的化學(xué)性質(zhì)、石墨烯的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,相信大家對(duì)石墨烯的化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)越來越深入,希望本文能對(duì)各位讀者有比較大的參考價(jià)值。