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石墨烯小知识|石墨烯的命名 精选

已有 6893 次阅读 2016-9-9 08:48 |个人分类:石墨烯学堂|系统分类:科普集锦| 命名, 国家标准, 石墨烯, 石墨烯基材料

《石墨烯学堂》第三讲

为了规范石墨烯领域的发展,对石墨烯概念需要有更加精确的认识,2014年中国石墨烯标准委员会对单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、单层氧化石墨烯、单层还原氧化石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯材料等概念均给出了定义。该标准有望成为石墨烯领域的国际标准。


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其中,由于石墨烯层数达到10层时材料的电子能带结构已经逼近其三维极限,因此标准中对石墨烯的定义都是在10层以内。其中,单层石墨烯是指一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密排列的碳原子所构成的一种二维碳材料。


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双层石墨烯是指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子,以不同堆积方式(包括 AB 堆积,AA 堆积,AA’堆积等)构成的一种二维碳材料。

此外,少层石墨烯则是由 3-10 层以苯环结构(六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子层以不同堆垛方式(包括 ABC堆积,ABA堆积等)构成的一种二维碳材料。而石墨烯则是以上所定义的单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。

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单层氧化石墨烯是指在单层石墨烯的表面和边界连接有含氧官能团的一种二维碳材料。氧化石墨烯是指在石墨烯上至少有一个碳原子层的表面和边界中连接有含氧官能团的二维碳材料。氧化石墨烯包含了上述的单层氧化石墨烯。

单层还原氧化石墨烯则是指采用化学、电化学或热处理等方法脱氧还原,不完全去除单层氧化石墨烯上的含氧官能团(基团)后所得到的一种二维碳材料。

同样,还原氧化石墨烯是指采用化学、电化学或热处理等方法脱氧还原,不完全去除氧化石墨烯中的含氧官能团(基团)后得到的一种二维碳材料。还原氧化石墨烯包含上述的单层还原氧化石墨烯在内。


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功能化石墨烯是指在石墨烯中含有异质原子/分子(如氢、氟、含氧基团等表面修饰成键,氮、硼等元素替位掺杂, 异质原子/分子插层等)的一种二维碳材料。功能化石墨烯包括了上面所定义的氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯。

此外定义中涉及的单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、石墨烯、单层氧化石墨烯、氧化石墨烯、单层还原氧化石墨烯、还原氧化石墨烯以及功能化石墨烯等都可以称为石墨烯材料。

因此,从以上论述中我们可以发现,石墨烯的概念已经被拓展了,在早期当我们说石墨烯的时候,往往特制单层状态下的石墨;但随着科研工作的不断推广,各种基于石墨烯结构的碳材料不断出现,石墨烯已经不再是一种材料!“石墨烯”这个词开始逐渐赋予了一类材料的含义。

这也是新事物发展的一个必然过程,在此我们将它特别强调出来。一方面是提醒读者在阅读石墨烯相关的新闻报道时,要能够擦亮眼睛,小心偷换概念;另一方面也是提醒对石墨烯感兴趣的研发人员,在选用石墨烯时问清楚厂家提供的到底是哪一种类型的石墨烯。

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