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三維石墨烯比二維石墨烯好在哪里?

鉅大LARGE  |  點擊量:6137次  |  2018年06月18日  

首先,關(guān)于(二維)石墨烯的基本概念及參數(shù)。2004年,英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov),成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗”,共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。

由于石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能,電學(xué)性能以及良好的延展性,使其在高性能電子器件、導(dǎo)熱、催化及能源領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價值。其性能的具體參數(shù)包括:1、吸光率約為2.3%2、導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/m·K(高于碳納米管和金剛石)3、常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s(比納米碳管或硅晶體高)4、電阻率約10E-8Ω·m(比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料)石墨烯是由碳六元環(huán)組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結(jié)構(gòu),它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbonnano-tube,CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元。

第二,多孔石墨烯的基本概念及性能。多孔石墨烯材料是在石墨烯的片層中通過物理或化學(xué)的方法制造一些具有納米尺寸的孔洞,這些方法包括:化學(xué)氣相沉積法,溶液法,水熱法等。由于多孔石墨烯的制備方法比較多,所以具體的性能參數(shù)尚沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。根據(jù)目前的進展,可以大致得出這樣的結(jié)論(答主主要做的是多孔石墨烯傳感器,所以相關(guān)參數(shù)多與此有關(guān)):1、孔結(jié)構(gòu)較好2、表面活性較高3、導(dǎo)電性及負載量較好(可以負載酶用作生物燃料電池)4、傳質(zhì)速率較高(可用作傳感器)

在電化學(xué)方面,將石墨烯還原為多孔石墨烯后,各方面的性能提高非常明顯,具體參數(shù)還在進行重復(fù)測試中。

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