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添加氢气可使石墨烯更纯净

  加氢可以使石墨烯更纯

  美国科学家在最新一期的“自然化学”杂志上指出,他们发现在氧化石墨烯还原反应后出现的不纯石墨烯可以通过加入氢气使其更加纯净,发挥石墨烯的性能。石墨烯是唯一具有巨大应用潜力的二维晶体,​​碳原子超薄石墨烯层,而且可以代替目前的液晶材料,与目前的电脑,手机等电子产品的重要原料材料 - 与硅相比,石墨烯还具有很多优点,未来有望取代硅,在电子产品领域和太阳能电池领域展现出强大的实力。美国布朗大学工程教授维克·舒卡利尼(Wieck Schincailini)尽管石墨烯具有很大的应用潜力,但是人们对它们及其衍生物知之甚少,对石墨烯的特性了解得越多,更能发挥其潜力。目前制备石墨烯的方法之一是通过对石墨烯进行还原反应来获得石墨烯。这样获得的石墨烯片是二维蜂窝结构,其中尽管它们大部分是碳原子,但是氧原子和氢原子也是交错的,极大地劣化了石墨烯片的纯度。如果对得到的氧化石墨烯施加足够的热量,则氧原子将与氢原子结合,水分离石墨烯。但是有些氧原子非常顽固,会停留在蜂窝状晶格结构中,破坏其纯度。与罗格斯大学和达拉斯德克萨斯大学的研究人员一起,SHL利用分子动力学模拟研究了石墨烯的原子结构,发现这些“顽固的”氧原子与碳原子形成双键,形成非常稳定的排列,产生不规则的空穴在石墨烯的蜂窝格子中。而这些氧原子“能量非常低,几乎不与其他物质发生反应,所以很难让它离开石墨烯网格”。因此,研究人员认为,加入氢原子是进一步减少氧化石墨烯的最好方法。一种方法是在氧原子与碳原子形成双键的地方添加氢原子,使得洞穴变大,氢原子和氧原子配对形成离开石墨烯网格的羟基,相当于让洞穴消失。该方法是在形成羟基的地方加氢,使氧原子以水的形式离开石墨烯,使石墨烯更加纯净。点击

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