石墨烯小知识

常来讲，氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)来自氧化石墨（Graphiteoxide）的脱离，例如常用的饱和溶液相超音波脱离。1859年，Bro ** **次报导了氧化石墨制取的工作中，选用发烟硝酸中添加KClO3来开展氧化得到了化学式为C2.19H0.8O1.0的分子式。殊不知这事实上并不是单一分子结构的构成反而是混合物质的成分。近40年之后Stauden ** ier改善了Bro ** 的方式，选用硫酸和发烟硝酸的混和酸来氧化石墨，迅速地完成了氧化反映得到了成分相仿的氧化石墨（C/O贴近2）。1958年Hummers和Offe ** n改善了氧化石墨的制取方式，以KMnO4为氧化剂在硫酸标准下氧化石墨，将反应速度再度减少。后面尽管有报导新的氧化石墨制取方式，例如引进磷酸钙/硫酸混和酸改善Hummers方式来氧化，可以迅速得到氧化水平高的氧化石墨，水溶更强。在氧化石墨制取层面关键便是以上三种构思。针对氧化石墨烯的构造，现阶段较为认同的学术观点是，石墨烯底材上面有未被氧化的共轭芳环构造，及其氧化造成的含氧量官能团异构包含环氧树脂基，甲基，及其羧基构造，如下图所示中左为GO构造，右为还原石墨烯RGO的结构示意图。 GO与RGO的分子式平面图还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide/rGO)通常是事先通过氧化解决的石墨氧化物，选用**化学还原、高温石墨化、光电催化还原、**溶剂热还原等办法开展脱氨解决，并修补当中的共轭构造。殊不知该全过程难以彻底脱氨修补出无缺点的石墨烯，界限或是是表面通常会出现含氧量官能团异构残余。一种广泛认为的化学式见上图。

石墨烷（graphane）来自于石墨烯的加氢裂化，每一个碳原子旁引进一个氢原子；石墨烷相近石墨烯，是一种二维的乙烷，其名字也是依据分析化学的取名规律，意为饱和状态的碳氢化合物。对比与类金属的石墨烯，石墨烷自身是绝缘物，因此操纵石墨烯上的加氢裂化情况可以呈现出半导体材料特点，因而在电子元器件和电子管行业有希望得到较大运用。除此之外，对比于物理性质比较平稳的石墨烯，带有C-H构造的石墨烷更受科学家们青睐，给予了大量化学修饰改性材料的很有可能。当石墨烯上的氢化不彻底时，称之为氢化石墨烯（hydrogenated graphene，还原氧化石墨烯开展氢化也包含以内）。氢化石墨烯能呈现出一定的铁磁性材料和可依据氢化水平管控的可带构造。除此之外，因为可以产生可逆性的氢化和脱氢，因此该原材料也被觉得是一种有市场前景的储氢材料。和石墨烯一样，氟化氢石墨烯具备良好的冲击韧性，抗抗拉强度做到100Nm-1，与石墨烯不一样的是，这类原材料具备宽能隙3eV，因而对能见光全透明，是单分子层壁厚的绝缘物。除此之外，该原材料在空气中，400℃的高温下也可以平稳存有，相近聚四氟乙烯，可以称作“二维聚四氟乙烯”。值得一提的是，根据石墨立即氟化氢制取的氟化氢石墨早已商业化的，用以润化原材料和充电电池的电池正极材料。因而，氟化氢石墨烯在未来有希望呈现优质的特性，并很快进到主要用途。除此之外，氨解石墨烯、氮夹杂石墨烯也是功能性石墨烯科学研究中报导较多的原材料。