石墨炔结构表征及在光电催化反应中的应用
石墨炔空间群
石墨炔空间群
石墨炔空间群是一种具有特殊结构的材料，它在材料科学领域引起了广泛关注。
石墨炔空间群的特殊结构使其具有许多独特的性质和应用潜力。
石墨炔空间群的结构由石墨炔单层构成，这是一种由碳原子组成的二维材料。
石墨炔单层由两个石墨烯单层通过碳原子键合而成，形成了一种新的晶格结构。
这种结构具有高度有序的排列方式，使得石墨炔空间群具有较高的稳定性和机械强度。
石墨炔空间群的独特结构使其具有许多重要的应用。
首先，石墨炔空间群具有优异的电导率和热导率。
这使得它在电子器件和能源存储领域有着广泛的应用前景。
其次，石墨炔空间群还具有良好的光学特性，可以用于光学器件和光电子学领域。
此外，石墨炔空间群还具有较大的比表面积和孔隙结构，可用于气体吸附和分离。
石墨炔空间群的制备方法主要有化学气相沉积和机械剥离等。
通过这些方法可以制备出具有不同形态和尺寸的石墨炔材料。
然而，目前仍然存在一些挑战和难题，例如制备工艺的复杂性和成本的高昂性，限制了石墨炔空间群的进一步应用和发展。
石墨炔空间群是一种具有特殊结构和优异性能的材料。
它具有广泛的应用前景，并在材料科学领域引起了极大的兴趣。
随着技术的发展和研究的深入，相信石墨炔空间群将在未来取得更多的突破和应
用。
石墨炔的化学修饰及功能化
石墨炔的化学修饰及功能化李勇军;李玉良【摘要】石墨炔特殊的电子结构和孔洞结构使其在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域具有潜在、重要的应用前景.近几年石墨炔的基础和应用研究己取得了重要成果,并迅速成为了碳材料研究中的新领域.石墨炔中炔键单元的高活性为其化学修饰与掺杂提供了良好的平台.在这篇综述中,我们将重点介绍石墨炔的非金属杂原子掺杂、金属原子修饰以及表面改性,并深入探讨掺杂与衍生化对石墨炔材料的电子性质的影响及其对光电化学催化性能的协同增强.【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2018(034)009【总页数】22页(P992-1013)【关键词】石墨炔;掺杂;非金属杂原子;金属原子;化学修饰【作者】李勇军;李玉良【作者单位】北京分子科学国家实验室,中国科学院分子科学科教融合卓越中心,中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室,北京100190;中国科学院大学,北京100049;北京分子科学国家实验室,中国科学院分子科学科教融合卓越中心,中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室,北京100190;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】O6491 引言石墨炔(graphdiyne，GDY，2010年第一次被李玉良等用汉语命名为石墨炔)，由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体，它是由 1,3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构，具有丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距、多孔、优良的化学和热稳定性和半导体性能、力学、催化和磁学等性能，是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，一种新的全碳二维平面结构材料1–5。
自2010年我们首次通过化学合成获得以来6，石墨炔吸引了来自化学、物理、材料、电子、微电子和半导体领域的科学家对其诱人的半导体、光学、储能、催化和机械性能进行了探索。
石墨炔特殊的电子结构和孔洞结构使其在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域具有潜在、重要的应用前景，近几年石墨炔的基础和应用研究已取得了重要成果，并迅速成为了碳材料研究中的新领域 7–14。
石墨炔—超能力媲美石墨烯
化学性质
TiO2(001)-GD复合 物的电子结构、电 荷分离和氧化能力 都优于纯TiO2(001) 和TiO2(001)-GR复 合物，通过实验验 证了理论计算结果， 在光催化降解亚甲 基蓝的实验中 TiO2(001)-GD的降 解反应速率常数是 纯TiO2(001)的1.63 倍，TiO2(001)-GR 的1.27倍。
展望
理论和实验都已经证明，石墨炔在电子、微电 子、半导体、各类分离膜，储能材料和锂离子电池 负极材料等方面具有重要和潜在的应用前景。石墨 炔在许多领域表现出非常奇特的性质和性能，有可 能发展成为未来高技术领域的关键材料。 但是，对石墨炔基材料的应用研究正处于起步 阶段，迄今为止在理论预测的石墨炔家族中，也仅 仅只有石墨二炔被成功合成，并且性质以及功能化 方面等研究刚刚开始，因此该领域有许多重要挑战 和机遇，以及重大科学问题需要去解决，具有广阔 的研究空间。
直至 2010 年， 李玉良课题组在 石墨炔的制备方 面取得了重要突 破，成功地在铜 片表面上通过化 学方法合成了大 面( 3.61cm2) 具 有二维结构的高 分子石墨炔薄膜。
研究人员发现， 石墨炔薄膜是一 类性能优良的锂 离子电池负极材 料。
研究人员将石墨 炔掺杂进杂化钙 钛矿器件的电子 传输层，有效地 提高了电子传输 层的电导，进而 提升了钙钛矿电 池的器件性能； 围绕石墨炔的电 容器性能开展研 究时，发现其具 有优异的电容器 性能，电容也远 高于其他碳材料
制备方法
1.金属催化的交叉偶联反应
2.炔烃复分解 3.模板合成 宏量制备高纯度石墨炔 利用六炔基苯（C18H6）在铜片的催化作用下发生偶联反 应。 在这一过程中铜箔不仅作为交叉偶联反应的催化剂、生 长基底，而且为石墨炔薄膜的生长所需的定向聚合提供了大 的平面基底。
石墨炔
石墨炔链接：/baike/2164.html石墨炔简介2010年，中科院化学所有机固体院重点实验室科研人员在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的资助下，在石墨炔研究方面取得了重要突破。
研究人员利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新的同素异形体——石墨炔（graphdiyne）薄膜，研究结果发表在2010年的《化学通讯》（Chem. Commun）上。
近20年来，科学家们一直致力于发展新的方法合成新的碳同素异形体，探索其新的性能，先后发现了富勒烯、碳纳米管和石墨烯等新的碳同素异形体，并成为国际学术研究的前沿和热点，形成了交叉科学的独立研究领域。
碳具有sp 3、sp2和sp三种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与s p2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。
由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点，人们一直渴望能获得有sp杂化态的新的碳同素异形体，并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能而成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。
石墨炔是第一个以sp、sp2和sp3三种杂化态形成的新的碳同素异形体，最有可能被人工合成的非天然的碳同素异形体。
化学所有机固体院重点实验室科研人员长期致力于碳材料的合成、聚集态结构和性能的研究。
他们成功研究出石墨炔薄膜后，Chem. Commun的审稿人在评价这一研究成果时表示：“这是碳化学的一个令人瞩目的进展，大面积的石墨炔薄膜的制备是一个真正的重大发现，研究结果非常让人振奋，并将为大面积石墨炔薄膜在纳米电子的应用开辟一条道路。
”获得的石墨炔薄膜面积可达3.61cm2，是高晶化的单晶薄膜，拉曼光谱显示了其特征峰在1382、1569、1926和2189cm -1，并证实该薄膜具有较高的有序度和较低的缺陷，薄膜电导率为：10-3-10-4 S m-1。
化学课堂新知识：新型碳材料——石墨炔
Univ. Chem. 2020, 35 (12), 201−205 201收稿：2019-10-28；录用：2019-12-16；网络发表：2020-02-03*通讯作者，Email: shanghong@基金资助：中央高校基本科研业务费(2652018053)；中国地质大学(北京)2019年度本科教育质量提升计划建设项目(649199111010)•知识介绍• doi: 10.3866/PKU.DXHX201910058 化学课堂新知识：新型碳材料——石墨炔商虹*，顾宇，王英滨中国地质大学(北京)数理学院，北京 100083摘要：我国科学家李玉良院士首次用化学方法成功制备了石墨炔，得到了不同领域科研工作者的广泛关注并迅速发展成为新研究领域和热点。
作为一种新型的碳材料，石墨炔具有独特的孔洞结构和电子结构，研究表明它在能源、催化等领域具有重要的潜在应用。
本文介绍了石墨炔的理论预测、实验制备及其在储能方面和催化方面的研究现状和发展趋势。
将这种具有中国自主产权的新型碳材料引入到大学化学的相关课堂教学中，可以拓展学生的科研学术视野，提高本科生的学习兴趣及科研素养。
关键词：碳材料；石墨炔；电化学性能；催化性能中图分类号：G64；O6A New Carbon Material: GraphdiyneHong Shang *, Yu Gu, Yingbin WangSchool of Science, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, P. R. China.Abstract: Since the first successful chemical synthesis of graphdiyne by the group of Prof. Yuliang Li, this material is attracting much attention and becoming a new research focus and field. As a new carbon allotrope, graphdiyne has a unique three-dimensional pore structure and electronic structure, thus, can be applied in energy storage devices and the fields of catalyst. This article briefly describes theoretical calculation prediction and development of the new material, in particular, its electrochemical property and catalytic property. Introducing this new carbon material into the related teaching of chemistry knowledge of university can expand the academic vision of scientific research and improve the learning interest and scientific research literacy of the undergraduates.Key Words: Carbon material; Graphdiyne; Electrochemical property; Catalytic property1 引言碳元素广泛存在于自然界中，是地球上一切生命的基础。
碳量子点(cqds) 石墨炔量子点
碳量子点(cqds)是一种具有纳米尺度的碳基材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，近年来受到了广泛关注。
其中，石墨炔量子点作为一种特殊的碳量子点，在光催化、光电器件、生物成像等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将从以下几个方面详细介绍碳量子点和石墨炔量子点的相关研究进展。
一、碳量子点的制备方法碳量子点的制备方法包括化学氧化方法、电化学法、微波辐射法、激光剥离法、等离子体法等多种途径。
其中，化学氧化方法是最为常见的制备方法之一，通过碳前体的酸碱处理、氧化剥离等步骤，可制备出具有一定量子效应的碳量子点。
二、石墨炔量子点的结构与性质石墨炔量子点具有类似于石墨炔结构的碳原子排列，拥有较小的带隙、较高的导电性和光催化活性。
石墨炔结构的引入使得石墨炔量子点在光电器件中表现出了良好的性能，同时在生物成像领域也表现出了巨大的潜力。
三、碳量子点在光催化中的应用碳量子点作为一种优异的光催化剂，可用于水分解、二氧化碳还原、有机污染物降解等反应。
石墨炔量子点在光催化中的应用研究表明，其具有较高的光催化活性和稳定性，为光催化反应的高效进行提供了可能。
四、石墨炔量子点在生物成像中的应用石墨炔量子点具有较好的生物相容性和荧光性能，被广泛应用于生物成像领域。
其在细胞标记、组织成像、药物传递等方面的应用研究成果丰硕，为生物医学领域的发展带来了新的机遇和挑战。
五、碳量子点的应用前景碳量子点及其衍生物在光电器件、生物成像、光催化等领域的广泛应用展现出了巨大的潜力，但也面临着制备方法简单化、性能稳定化、应用系统化等方面的挑战。
未来的研究方向将集中在碳量子点的制备与改性、性能调控与机制解析、应用拓展与产业化等方面，以期为碳量子点的应用提供更为坚实的基础和保障。
碳量子点和石墨炔量子点作为当前领域的研究热点，其在光电器件、生物成像、光催化等领域的应用前景广阔，但仍需加大基础研究和工程应用方面的投入，以推动碳量子点在相关领域的深入应用与开发。
希望本文的内容能为相关研究和应用工作提供一定的参考和借鉴，期待碳量子点在未来能够迎来更加灿烂的发展。
掺杂杂原子的石墨炔的自上而下方式
掺杂杂原子的石墨炔的自上而下方式石墨炔是一种由石墨和炔烃叠层堆叠形成的类石墨化合物，具有优良的导电性和光学性能。
在石墨炔的研究中，掺杂杂原子是一种常见的方法，可以调控其电子结构和化学性质，从而拓展其在电子器件和催化剂等领域的应用。
本文将从自上而下的角度探讨掺杂杂原子的石墨炔，以期为读者呈现一幅深入、全面的研究画面。
一、掺杂杂原子的概念在石墨炔的研究中，掺杂杂原子是一项关键的研究课题。
掺杂杂原子是指将非石墨炔本身所含的原子掺入到石墨炔的结构中，从而改变其原有性质的一种方法。
通常掺杂的杂原子种类包括氮、硼、氧等，它们可以通过不同的掺杂方式影响石墨炔的电子结构和化学性质，从而赋予石墨炔新的应用特性。
二、自上而下的掺杂方法自上而下是指从杂原子自身的结构和性质出发，控制杂原子的掺入位置和方式，实现对石墨炔结构和性质的精准调控。
在自上而下的掺杂方法中，研究人员通常通过化学气相沉积、化学气相传输等方法将杂原子掺入到石墨炔中，从而实现对石墨炔的精准修饰。
通过原位研究和理论模拟等手段，可以深入探究掺杂杂原子对石墨炔结构和性质的影响机制，为石墨炔的应用提供理论基础。
三、掺杂杂原子对石墨炔性质的影响掺杂杂原子可以显著影响石墨炔的电子结构和化学性质。
以氮掺杂石墨炔为例，氮原子的掺杂可以引入新的能带结构，调控石墨炔的导电性能和光学吸收性能；而硼掺杂石墨炔则可以提高其电化学活性和催化性能。
不同杂原子的掺杂方式和浓度也会对石墨炔的性质产生不同程度的影响，这为石墨炔的定制化设计提供了丰富的可能性。
四、个人观点和展望作为石墨炔研究领域的从业者，我对掺杂杂原子的石墨炔表示出了浓厚的兴趣。
在未来的研究中，我将进一步探究掺杂杂原子对石墨炔性质的影响机制，并尝试开发新的掺杂方法，以期为石墨炔的应用拓展出新的可能性。
我也期待在合作交流中，与更多的研究人员共同探讨、分享关于石墨炔研究领域的最新进展和未来发展方向。
总结：通过自上而下的掺杂方法，可以实现对石墨炔结构和性质的精准调控，为其应用提供了新的可能性。
石墨炔基本性能及其在放射化学领域的应用
第42卷第6期2020年12月Vol. 42 No. 6Dec. 2020核 化 学 与 放 射 化 学Journal of Nuclear and Radiochemistry石墨炔基本性能及其在放射化学领域的应用袁天宇，熊世杰，沈兴海"北京分子科学国家研究中心，放射化学与辐射化学重点学科实验室&应用物理与技术研究中心，北京大学化学与分子工程学院，北京100871摘要：石墨炔作为一种新型的二维碳材料，自2010年首次合成后即得到了广泛的关注和研究。
目前石墨炔在储能、催化、电化学、医药和吸附等领域已经展现出广阔的应用前景。
石墨炔具有特殊三角孔洞结构和大"键 特性，对不同离子具有选择性吸附潜力，在放射化学领域有着潜在的应用价值°之前的工作表明，石墨炔在镧 锕分离、钍铀分离、總铯分离中具有显著的效果。
与此同时，锕系离子被石墨炔吸附后呈现单离子态。
石墨炔的"体系与锕系单离子的5f 电子之间发生强烈的键合作用。
而5f 电子的反馈作用对锕系离子的选择性分离至关重要。
本文首先对石墨炔的合成、性质、应用进行简短的综述，进而对石墨炔在放射化学领域中的初步结果进行介绍，最后对石墨炔在放射化学领域的应用进行了展望。
关键词：石墨炔；放射化学；离子选择性分离；锕系单离子中图分类号:TL12；O615. 11文献标志码：A 文章编号：0253-9950(2020)06-0423-10doi ：10. 7538/hhx. 2020. YX. 2020078Basic Properties of Graphdiyne and Its Application in RadiochemistryYUAN Tian-yu , XIONG Shi -jie , SHEN Xing-hai **收稿日期：2020-09-01!修订日期：2020-10-19基金项目：科学挑战计划(TZ2016004)国家自然科学基金联合基金重点项目(U1830202)作者简介：袁天宇(1992—)，男，河北石家庄人，博士研究生，应用化学专业，E-mail ： yuanty @pku. edu. cn*通信联系人：沈兴海(1965%),男，江苏苏州人，博士，教授，从事超分子化学与核燃料化学研究,E-mail ： xshen @Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Fundamental Science on Radiochemistry andRadiation Chemistry Laboratory, Center for Applied Physics and Technology,College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, ChinaAbstract : As a new type of two-dimensional carbon material & graphdiyne has received exten sive attention and research since it was first synthesized in 2010. Graphdiyne has been widelyusedinthefieldssuchasenergystorage &catalysis &electrochemistry &medicineandadsorp- tion.Duetothespecialtriangularporestructureandlarge "bondcharacteristics &graphdi-ynehasthepotentialforselectiveadsorptionofdi f erentions &sotheapplicationofgraphdi- yne in the field of radiochemistry is greatly expected. It was shown that graphdiyne has obvi- ouse f ectsontheseparationbetweenlanthanidesandactinides &thoriumanduraniumaswe las strontium and cesium. At the same time, it was found that the actinides ions adsorbed onthegraphdiyneareinsingleionstate.The"systemofgraphdiynestronglyinteractswiththe 5felectronsofactinidessingleions &whichfeedbacktographdiyneplayinganessentialrole424核化学与放射化学第42卷in the selective adsorption.This review briefly summarizes the synthesis&properties and application fields of graphdiyne.After that,this review introduces the recent progress of graphdiyne in radiochemistry.At last,this review prospects the application of graphdiyne in radiochemistry based on the existing research.Key words:graphdiyne；radiochemistry；ion selective separation；actinide single ion石墨烘是一种新型的二维碳材料，其基本结构由Baughman[1]在1987年首次提出。
氨基官能化石墨炔衍生物
氨基官能化石墨炔衍生物
《氨基官能化石墨炔衍生物：合成与应用》
氨基官能化石墨炔衍生物是一类具有氨基官能团的化合物，它们是石墨炔的衍生物，具有重要的化学和物理性质，在有机合成和材料科学领域有着广泛的应用。
合成氨基官能化石墨炔衍生物的方法有很多种，其中最常见的方法是从石墨炔出发，通过一系列的官能团化反应来引入氨基官能团。
这些氨基官能化石墨炔衍生物不仅具有石墨炔的电子导电性，同时还具有氨基官能团的化学活性，使其在催化剂、传感器、荧光探针等领域有着广泛的应用。
在有机合成里，氨基官能化石墨炔衍生物作为重要的中间体，参与到了众多有机物的合成中，例如在药物合成中，氨基官能化石墨炔衍生物常被用作活性基团来引入氨基官能团，从而改善药物的生物利用度和代谢途径。
此外，在材料科学领域，氨基官能化石墨炔衍生物被广泛应用于染料、电子材料、光电材料等领域。
总之，氨基官能化石墨炔衍生物以其独特的化学和物理性质，在化学合成和材料科学领域有着重要的应用前景，其制备方法和性能研究已成为当前研究热点之一。
深入了解氨基官能化石墨炔衍生物的合成与应用，对于推动材料科学和有机合成领域的发展具有重要意义。
石墨中碳的杂化方式
石墨中碳的杂化方式在石墨中，碳可以通过不同的杂化方式来形成不同的化学结构，这些结构具有多种物理和化学性质。
本文将就石墨中碳的杂化方式进行探讨。
一、石墨炔石墨炔是碳的一种杂化形式，也被称为蓝石墨。
它是由两个碳原子通过sp杂化形成的双键相连，构成了一个类似于蝴蝶结的结构。
相比于普通的石墨，石墨炔具有较高的导电性和热导率，同时还表现出较强的机械硬度和化学稳定性。
因此，石墨炔在电子器件、材料强化和催化等领域具有广阔的应用前景。
二、石墨烯石墨烯是由单层碳原子通过sp2杂化形成的二维材料，具有出色的导电性、热导率和机械性能。
在石墨烯中，碳原子呈六边形排列，形成了一个紧密连接的蜂窝状结构。
由于其独特的物理性质，石墨烯在纳米电子学、能源存储、光电器件等领域展示了巨大的应用潜力。
三、碳纳米管碳纳米管是由碳原子通过sp2杂化形成的管状结构，在径向上由一个或多个碳六边形环组成，而在轴向上则由碳原子的摩尔角度组成。
碳纳米管具有优异的力学强度、导电性和热导率，同时也表现出良好的化学稳定性和光学性能。
基于这些特性，碳纳米管在电子学、材料学和生物医学等领域被广泛研究和应用。
四、全石墨烯烯全石墨烯烯是由碳原子通过sp2和sp3杂化混合形成的三维材料。
在全石墨烯烯中，sp2杂化的碳原子形成平面的石墨烯片层，而sp3杂化的碳原子则连接这些石墨烯片层，并形成类似于纳米颗粒的空间结构。
与其他碳材料相比，全石墨烯烯具有更多的化学修饰位点，因此在电化学储能、催化和传感等方面显示了潜在的应用前景。
综上所述，石墨中碳的杂化方式包括石墨炔、石墨烯、碳纳米管和全石墨烯烯等。
每种杂化形式都具有独特的物理和化学性质，为不同领域的应用提供了新的可能性。
通过深入研究和探索这些碳杂化结构，我们可以进一步发掘其潜在的应用价值，并促进相关领域的科技创新与发展。
石墨炔碳点
石墨炔碳点是一种新型的碳纳米材料，由石墨炔经过特定的制备方法得到。
石墨炔是一种二维碳材料，其结构中的碳原子通过sp和sp2杂化形成独特的共轭体系，赋予了它优异的物理和化学性质。
而石墨炔碳点则继承了石墨炔的这些优点，并在纳米尺度上展现出更加独特和多样的性质。
石墨炔碳点的制备方法多种多样，包括自上而下和自下而上两种方法。
自上而下的方法通常是将大量的碳源，如石墨或石墨烯，直接剥落成纳米级碳点，然后进行表面处理。
而自下而上的方法则是从包含碳元素的小分子出发，通过化学反应合成石墨炔碳点。
这些方法为石墨炔碳点的制备提供了灵活性和多样性。
由于石墨炔碳点具有优异的电子传输性能、光学性能和化学稳定性，它们在多个领域具有广泛的应用前景。
在能源领域，石墨炔碳点可以作为高效的电催化剂用于燃料电池和电解水制氢等反应中。
在生物医学领域，它们可以作为荧光探针用于生物成像和药物传递等方面。
此外，石墨炔碳点在传感器、光电器件和复合材料等领域也具有潜在的应用价值。
然而，石墨炔碳点的研究仍处于起步阶段，许多挑战和问题有待解决。
例如，如何大规模制备高质量的石墨炔碳点、如何调控其性能以满足不同应用需求等。
未来的研究将需要深入探索石墨炔碳点的制备方法、性能调控机制以及应用潜力，为这种新型碳纳米材料的发展和应用奠定坚实基础。
总之，石墨炔碳点作为一种新型的碳纳米材料，具有独特的结构和优异的性能，在多个领域具有广泛的应用前景。
未来的研究将有望进一步推动其发展和应用。
Be掺杂石墨双炔作为锂离子电池负极材料的第一性原理研究
Be掺杂石墨双炔作为锂离子电池负极材料的第一性原理研究目录一、内容简述 (2)1.1 锂离子电池的发展现状及挑战 (3)1.2 Be掺杂石墨双炔材料的研究进展 (4)1.3 研究目的与意义 (5)二、材料结构与性质 (6)2.1 石墨双炔的基本结构 (7)2.2 Be掺杂石墨双炔的制备与表征 (8)2.3 Be掺杂石墨双炔的物理性质 (9)2.4 Be掺杂石墨双炔的化学性质 (11)三、第一性原理计算方法 (12)3.1 第一性原理概述 (13)3.2 计算软件与模型选择 (13)3.3 计算参数设置与优化 (14)四、Be掺杂石墨双炔作为锂离子电池负极材料的性能研究 (15)4.1 锂离子电池工作原理 (16)4.2 Be掺杂石墨双炔的储锂性能 (18)4.3 材料的电化学稳定性 (19)4.4 材料的循环性能及安全性 (20)五、结果与讨论 (21)5.1 第一性原理计算结果分析 (22)5.2 Be掺杂石墨双炔的储锂机制 (23)5.3 材料性能的优化与调控 (24)5.4 结果对比与讨论 (26)六、实验验证与表征 (27)6.1 实验设计与制备 (28)6.2 材料表征 (29)6.3 电池性能测试 (29)七、结论与展望 (31)7.1 研究结论 (32)7.2 研究创新点 (33)7.3 展望与建议 (34)一、内容简述本研究旨在通过第一性原理计算，深入探讨Be掺杂石墨双炔作为锂离子电池负极材料的潜力与性能。
石墨双炔作为一种新型碳材料，以其独特的结构和高比表面积在锂离子电池领域展现出巨大应用前景。
其较低的导电性和循环稳定性限制了其在大规模应用中的性能表现。
本研究提出将Be原子引入石墨双炔结构，期望通过掺杂作用改善其电导率和循环稳定性。
在第一性原理计算中，我们详细研究了不同比例Be掺杂的石墨双炔的结构稳定性、电子结构和能带结构。
Be掺杂能够显著提高石墨双炔的电导率，降低其电子陷阱浓度，从而提升其充放电过程中的电荷转移效率。
石墨炔的结构
石墨炔的结构1 石墨炔的概述石墨炔（C3H2）是一种碳氢化合物，其分子由三个碳原子和两个氢原子组成。
它是一种具有高度不稳定性的分子，因此在常温常压下不稳定存在。
石墨炔是石墨烯、富勒烯等重要碳材料的重要组成部分。
尽管石墨炔的应用非常有限，但它对研究碳新材料的物理、化学和电学性质具有重要意义。
2 石墨炔的结构石墨炔的结构类似于石墨烯，由三个碳原子构成一个平面的六角形。
每个碳原子都与相邻的两个碳原子之间共享了三个键。
石墨烯中的碳原子排列形成了一个扁平的晶格结构，而石墨炔则是一个扁平的分子结构，外形像一个三角形。
3 石墨炔的性质石墨炔是一个高度不稳定的分子，它在常温常压下无法稳定存在。
在高温高压下，石墨炔可以分解成石墨烯。
石墨炔的能量密度较高，因此它可以被用作能量密度较高的化学燃料。
石墨炔可以被用作合成富勒烯和碳纳米管等新型材料的原料，这些新型材料具有许多应用前景。
4 石墨炔的制备石墨炔的制备有多种方法，其中最常用的方法是通过热解富勒烯或富勒烯衍生物来制备。
此外，还可以通过碳原子的化学反应来制备石墨炔。
石墨炔的制备过程需要考虑到高温高压的条件，以确保能够有效地制备出石墨炔。
5 石墨炔的应用前景虽然石墨炔的应用非常有限，但它对研究新型碳材料的物理、化学和电学性质具有重要意义。
石墨炔作为一种高能量密度的化学燃料，可能会被用于制备锂电池和燃料电池等能源应用。
此外，石墨炔还可以被用作制备富勒烯和碳纳米管等新型材料的原料，这些材料在生命科学、电子学、材料学等领域具有广泛的应用前景。
6 结论石墨炔虽然不太稳定，但它在新型碳材料研究中的作用不容小视。
通过研究石墨炔的性质和应用，我们可以更好地理解碳材料的物理、化学和电学性质，为新型碳材料的制备和应用开创更多的可能性。
石墨炔结构
石墨炔结构石墨炔是一种具有特殊结构的碳化物，由石墨炔分子构成。
石墨炔分子由碳原子组成，形成了一个特殊的环状结构，其中有两个π键和一个σ键。
石墨炔分子的结构使其具有许多特殊的性质和应用。
石墨炔具有出色的导电性能。
由于石墨炔分子中的碳原子通过π键连接在一起，形成了一个π电子云，使电子能够在石墨炔中自由传导。
这使得石墨炔成为一种优良的导电材料，可以用于制造高性能的电子器件和电导材料。
石墨炔具有良好的力学性能。
石墨炔分子中的碳原子通过σ键连接在一起，形成了一个稳定的结构。
同时，石墨炔分子中的π键也增加了材料的刚性。
因此，石墨炔具有高强度和高刚度，可以用于制造强度要求较高的结构材料。
石墨炔还具有优异的化学性质。
石墨炔分子中的碳原子通过π键连接，使得石墨炔分子具有高度的共轭性。
这使得石墨炔在化学反应中更容易接受或释放电子，具有良好的催化活性。
因此，石墨炔可以用于催化反应、电化学储能等领域。
石墨炔还具有独特的光学性质。
石墨炔分子中的碳原子通过π键连接，形成了一个平面结构。
这种平面结构使得石墨炔具有良好的光学吸收和散射性能。
石墨炔可以吸收多种波长的光，可以被应用于太阳能电池、光催化等领域。
总的来说，石墨炔具有许多特殊的性质和应用。
它不仅具有出色的导电性能和力学性能，还具有优异的化学性质和光学性质。
石墨炔的结构和性质使其在电子器件、结构材料、催化反应、能源存储等领域有着广泛的应用前景。
石墨炔的研究和应用不仅对于推动材料科学的发展，也对于促进能源领域的创新具有重要意义。
未来，我们可以进一步探索石墨炔的性质和应用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
少层石墨双炔薄膜的液相范德华外延生长法
少层石墨双炔薄膜的液相范德华外延生长法李玉良【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2019(035)007【总页数】2页(P657-658)【作者】李玉良【作者单位】中国科学院化学研究所,北京分子科学国家研究中心,中国科学院有机固体重点实验室,北京100190【正文语种】中文石墨烯上少层GDY薄膜的合成过程及相应的表征结果，薄膜厚度为1.74 nm (包含单层石墨烯的厚度)。
新型低维碳材料的探索与制备是纳米碳材料领域的重要挑战。
石墨炔(Graphyne)是一种二维(2D)碳的同素异形体材料1，由sp和sp2两种杂化态的碳原子共同构成，在二维平面内具有均一分布的孔洞结构，因此具有与富勒烯(0D)，碳纳米管(1D)和石墨烯(2D)完全不同的电子结构和骨架结构，同时，炔键的存在也赋予了石墨炔与仅由sp2碳原子构成的碳材料不同的物理和化学性质。
例如，科学家们预测石墨双炔(Graphdiyne，GDY) 2为具有潜力的纳米电子学材料，其带隙为0.44-1.47 eV，同时在室温下可以保持 104-105 cm2·V-1·s-1的高载流子迁移率3。
此外，大的π-共轭体系和有序多孔的拓扑结构，使其在催化、能源、光电和气体分离等领域展现出巨大的应用前景4-8。
单层或少层 GDY薄膜的控制合成是获取其本征结构和物性的前提，也是石墨炔材料发展的核心问题。
自GDY被发现以来9，人们相继发展了一系列基于湿法化学的方法，尝试进一步提高GDY薄膜的质量，但其合成过程中的关键科学问题仍需解决：如何满足基底表面与石墨炔的晶格匹配；如何控制六乙炔基苯分子在基底表面均匀分散和成核等。
针对以上问题，北京大学张锦教授课题组、刘忠范教授课题组提出了以石墨烯为模板的少层GDY薄膜的液相范德华外延生长法。
以原子级平整的二维石墨烯为基底，采用极低的单体浓度(0.04 mmol·L-1)，在室温下进行偶联反应，通过溶液相范德华外延的方法，成功制备得到了大面积均匀连续的高质量、少层GDY薄膜，高分辨透射电镜和光谱表征证实了其高质量单晶结构。
石墨炔电化学界面
石墨炔电化学界面1 石墨炔的介绍石墨炔是一种不饱和的碳质材料，具有很高的化学稳定性和热稳定性，广泛应用于能源、光电等领域。
石墨炔的电化学性质很好，因此在电化学中有着广泛应用。
2 石墨炔在电化学中的应用石墨炔作为一种优良的电极材料，被广泛应用于电容器、锂离子电池、燃料电池、传感器等领域。
石墨炔的导电性能很好，可以作为电极或电导体使用，同时其微观结构独特，可以增强电化学反应的速率和效率，提高电化学器件的性能。
3 石墨炔电化学界面的研究进展石墨炔电化学界面的研究已经取得了很多进展。
在实验研究中，人们通常采用循环伏安法、恒电位计时法、电化学阻抗谱法等技术手段研究石墨炔与电解液之间的电化学反应和相互作用。
近年来，人们发现石墨炔与电解液之间的相互作用可以通过改变石墨炔表面的官能团来调控，因此石墨炔的表面修饰研究也成为了研究热点之一。
4 石墨炔电化学界面的机理研究人们对石墨炔电化学界面的机理进行了深入研究，发现其中主要涉及电解液中的离子与石墨炔表面的作用、石墨炔表面的化学反应、石墨炔纳米材料的形成等过程。
此外，石墨炔电化学界面的机理研究还发现了一些新的化学反应和物理效应，如表面积效应、离子大小效应等。
5 石墨炔电化学界面在电化学器件中的应用石墨炔电化学界面在电化学器件中的应用非常广泛，如超级电容器、锂离子电池、燃料电池、电催化等。
石墨炔的导电性能和化学稳定性可以提高能量转化效率和电池寿命，而且石墨炔的性能还可以通过表面修饰来进一步改善。
6 总结石墨炔电化学界面是一个非常重要的研究领域，对于提高各种电化学器件的性能和应用有着很大的帮助。
随着研究的不断深入和技术的不断创新，相信石墨炔电化学界面将有着更加广泛的应用前景。
石墨炔及其聚集态结构与性能研究进展
石墨炔及其聚集态结构与性能研究进展
刘艳芝; 袁焜; 朱元成
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2018(032)0z2
【摘要】石墨炔是由sp和sp2杂化形成的具有一种新型二维网络结构的碳的同素异形体,具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性。
由于其具有特殊的电子结构及类似硅的优异的半导体性能,石墨炔有望广泛应用于电子、半导体与光电器件、催化以及新能源领域。
本文总结了石墨炔的结构、超分子类石墨炔结构、石墨炔的多层超分子聚集体结构、类石墨炔碳纳米网络结构及其设计策略、石墨炔的力学性能等研究进展,对其在2D负泊松比材料分子设计研究方面进行了展望。
【总页数】5页(P107-110,133)
【作者】刘艳芝; 袁焜; 朱元成
【作者单位】天水师范学院化学工程与技术学院天水741001; 甘肃省高校新型分子材料设计与功能省级重点实验室天水741001
【正文语种】中文
【中图分类】TB3
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2.原位合成氧化镍硼/石墨炔杂化材料用于提高光/电催化产氢性能 [J], 殷学鹏;罗
舒文;唐上峰;卢秀利;鲁统部
3.石墨双炔/RDX复合物的热分解性能 [J], 曾见有;赵宁宁;张婷;姚二岗;赵凤起;任莹辉;马海霞
4.非金属元素掺杂石墨炔体系的研究进展 [J], 吴盛飞;潘洪哲
5.新型二维分离膜材料石墨炔分离膜的研究进展 [J], 项楠;李琳;刘晓玮;王同华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
六炔基苯合成石墨炔的要求
六炔基苯合成石墨炔的要求石墨炔是一种具有广泛应用前景的碳材料，它具有优异的导电性、导热性和机械性能。
六炔基苯是一种重要的有机化合物，它含有六个炔基（C≡C）和一个苯环结构。
本文将探讨如何通过合成方法将六炔基苯转化为石墨炔的过程。
合成六炔基苯需要使用苯和乙炔基镁溶液作为原料。
将苯和乙炔基镁溶液在惰性气体保护下缓慢加入到反应瓶中，同时加入催化剂，如二氯化二钯。
反应温度一般控制在低温下进行，通常为-78摄氏度。
随着原料的加入，反应溶液中会产生六炔基苯。
反应完全后，可以通过对溶液进行酸化处理，得到六炔基苯的晶体产物。
接下来，我们需要将六炔基苯转化为石墨炔。
为了实现这一转化过程，需要使用高温石墨化反应。
将六炔基苯样品放入石墨炉中，并将温度升至适宜的反应温度。
在高温下，六炔基苯分子中的炔基会发生脱氢反应，形成碳碳双键结构，从而产生石墨炔。
反应温度一般在2000摄氏度左右，反应时间根据具体实验条件而定。
在石墨炔的合成过程中，需要注意以下几点。
首先，反应过程需要在惰性气体保护下进行，以避免氧气和水分的干扰。
其次，控制好反应温度和时间，以确保六炔基苯能够充分转化为石墨炔，同时避免过度石墨化导致杂质生成。
此外，催化剂的选择和使用量也会对反应的效果产生影响，需要进行合理的优化。
石墨炔的合成方法还有其他多种途径，如石墨烯氧化还原法、热解法等，但以六炔基苯合成石墨炔是一种较为常用的方法。
通过合成六炔基苯并进行高温石墨化反应，可以得到高纯度的石墨炔材料。
这种方法具有操作简便、反应条件温和等优点，因此被广泛应用于石墨炔的制备领域。
通过合成六炔基苯并进行高温石墨化反应，可以有效地合成石墨炔材料。
该方法具有一定的操作难度，但通过合理控制反应条件和催化剂的使用，可以得到高质量的石墨炔样品。
石墨炔的合成对于深入研究其性质和应用具有重要意义，将为碳材料领域的发展带来新的机遇和挑战。
石墨炔:一种用于合成水污染物有效吸附剂的新型炭材料
石墨炔：一种用于合成水污染物有效吸附剂的新型炭材料Gaurav Sharma;Yaksha Verma;Amit Kumar;Pooja Dhiman;WANG Tong-tong;Florian JStadler【期刊名称】《新型炭材料（中英文）》【年(卷),期】2024(39)2【摘要】石墨炔(GDY)是一种新生的二维材料,其在去除水溶液中污染物的研究方面引起了广泛关注。
GDY是sp和sp2杂化碳原子的框架,其在二维对称网络中存在苯环和二乙基键,因此具有优异的共轭性、独特的可调谐电子性能、以及优异的化学和热稳定性。
GDY的分子中有C≡C键,且具有均匀分布的三角形孔,可提供更多的反应位点和多种反应路径。
因而,GDY具有吸附性,其作为吸附剂时在去除污染水中的油、有机污染物、染料和金属方面表现优异。
在已发表的文献中,GDY被用作吸附剂的报道十分有限。
本文综述了GDY的合成方法、GDY作为吸附剂的应用以及GDY基吸附剂的表征,并展望了GDY在污染物修复中的应用前景。
【总页数】28页(P173-200)【作者】Gaurav Sharma;Yaksha Verma;Amit Kumar;Pooja Dhiman;WANG Tong-tong;Florian JStadler【作者单位】深圳大学材料科学与工程学院;International Research Centre of Nanotechnology for Himalayan Sustainability(IRCNHS) University Pradesh 173229;西安建筑科技大学跨学科与创新研究院【正文语种】中文【中图分类】TQ127.11【相关文献】1.一种新型的浸渍方法:用于炭/炭复合材料2.作为新型炭吸附剂的合成活性炭3.磁性石墨烯吸附剂的合成及其去除水中有机污染物的研究进展4.原位合成氧化镍硼/石墨炔杂化材料用于提高光/电催化产氢性能5.石墨炔负载Cr_(2)团簇催化剂用于合成氨的第一性原理研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。