石墨烯属于什么材料?石墨 石墨烯 氧化石墨烯之间是什么关系?

时间:2020-06-22 16:42:23       来源:快资讯

石墨烯(Graphene)是一种由碳2113原子以sp²杂化轨道组成六5261角型呈蜂巢晶格的二维4102碳纳米材料。石墨烯具有优异1653的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨是碳以SP2杂化形成的层状结构,而其中单独拿出一层,叫做石墨烯。石墨烯如果被浓酸/强氧化剂氧化,会在其表面生成羟基、羰基、羧基、环氧键等基团,成为氧化石墨烯。

石墨本体并非是真正意义的二维材料,单层石墨碳原子层(Graphene)才是准二维结构的碳材料。

石墨可以看成是多层石墨烯片堆垛而成

石墨烯就是单层的石墨

氧化石墨烯是单层的氧化石墨 一般超声就可以了

石墨烯是单层的石墨,石墨可以看成是由多层石墨烯一层层叠加起来的,氧化石墨是将石墨通过强氧化剂氧化,表面生成羟基、羧基等官能团,将氧化石墨超声分散后,由于超声的振荡,分散作用很容易将氧化石墨分散层片状的结构即氧化石墨烯,将氧化石墨烯用还原剂还原又可得到石墨烯。石墨烯是单原子层结构,想象一下像薄膜一样,如果石墨烯卷曲成管状就形成了碳纳米管,多层叠加成三维结构就又成了石墨,翘起来就是富勒烯。

扩展资料

1、石墨烯是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130GPa。

而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

2、石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,是目前为止导热系数最高的碳材料,高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。

当它作为载体时,导热系数也可达600W/mK。 此外,石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移

3、石墨烯的结构非常稳定,碳碳键仅为1.42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

另外,石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 同时,石墨烯有芳香性,具有芳烃的性质。

关键词: 石墨烯