石墨烯结构示意图如下所示:
石墨烯具有优异的光学、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。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
扩展资料:
化学性质:
石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。
但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。因此,可以利用石墨来推测石墨烯的性质。
例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上,每个碳原子多加上一个氢原子,从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。
参考资料来源:百度百科——石墨烯
原子力显微镜表征石墨烯的什么性质当然是原子力显微镜AFM,看高度图石墨烯单层不到1 nm。应该说AFM是表征石墨烯材料最方便的手段了。当然,AFM表征的时候应注意区分灰尘、盐类和石墨烯分子。
当然光学显微镜、扫描电镜SEM也可以用来表征石墨烯。还有高分辨率透射电镜HRTEM可以看到石墨烯的蜂窝状原子图像,可以看到氧化石墨烯还原后的缺陷。
石墨烯本身为碳原子组成的二维碳纳米材料,有良好的导电性与光学特性。2004年,英国的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫应用机械剥离法,成功从石墨中分离出石墨烯,因此获得2010年诺贝尔奖。
石墨烯具有超高的电子迁移率和热导性能,化学性质稳定,一直是研究者们钻研的重点领域之一。广泛应用于电极电池材料、半导体器件、传感器、电容器等方面。
而三维石墨烯顾名思义,就是有三维结构的石墨烯,大多数为多孔结构。不仅继承了二维石墨烯在光、电、热等方面优良的物理性能,也有多孔结构带来的优势。其可通过自组装法或者模板法合成,有非常大的比表面积,因此能提供非常多的活性吸附位点。
三维石墨烯可应用于燃料电池、超级电容器、储氢材料以及传感器等等。其在环境治理方面的能力同样受到重视,可有效吸附空气中有害气体以及水中的污染物质。
上海硅酸盐研究所推出的三维石墨烯口罩,正是利用其特性来阻止雾霾的侵害。跟平面的普通石墨烯不同,三维石墨烯形似网状多孔的迷宫,可将污染颗粒牢牢吸附。由于石墨烯非常轻薄,制作出的口罩相对普通N95口罩更加透气一些,不闷。另外,三维石墨烯口罩拥有的比表面积更大,对颗粒的捕获能力更强。
而由于结构稳固,该口罩经过多次使用后内部石墨烯材料仍然完好,提高了使用强度。目前一只三维石墨烯口罩的市场价在三十元左右,使用时间大约为160多个小时,性价比还是可以的。
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