石墨层间化合物
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由金属原子插入在石墨层间形成的。这种化
合物导电性通常比石墨要强。若插入原子与 石墨形成共价键,则导电性降低,这是由于 共轭sp系统破坏造成的。石墨层间化合物通 常具有超导性能。
制备
强酸氧化法
用浓硫酸和浓硝酸以1:1-9:1混合液浸泡石墨,重铬酸钾、
高锰酸钾、等作为氧化剂,洗涤、过滤干燥,即可形成层 间化合物。
(或铷、铯)作用,形成蓝色的C24K、 C26K,灰色的C48K、C60K或青铜色的 C8K。
C8K中K的分布
制备
常用的石墨层间化合物的制备方法主要
有: 双室法、液相法、电化学法、溶剂法、 熔融法, 此外还有固体加压法、爆炸法和光化学 法等方法。
应用 电池材料
利用石墨层间化合物的插入和分解反应的特点,
做贮氢材料,每100g的KC24可贮氢 13.71L, 而KC24在氮气的液化温度附 近可吸收大量的氢形成KC24(H2)1.9二阶 化合物
电解氧化法
在特制的电解槽中进行。如硫酸水溶液为电解液。石墨粉
组成阳极或悬浮于电解液中。
离子插入法
金属和石墨粉末,在真空条件下混合均匀,模压成型,然
后在惰性气氛中热处理,合成层间Biblioteka Baidu合物(一至四阶)。 如碳化锂。 此外,还可以有金属卤化物、金属硫化物等插层剂。
石墨能与熔融的或蒸气状态的金属钾
性质、制备、应用
概述
石墨层间化合物(GIC) 是一种分子水平、具 有广泛应用前景的新 型功能材料,由于它 具有诸多优良的物理
化学性能(如高导电性、 导磁性、催化等)而倍 受瞩目。近年来,在 结构和性能研究方面 都取得了卓越的成果。
石墨具有层间结构,
层面内碳原子以SP2杂 化轨道电子形成共价 键,形牢固的六角网 状平面炭层,而在层 与层之间,则以微弱 的范德华力结合,层 间距为0.3354nm。碳 层之间的结合力弱, 间距较大,导致多种 化学(原子、分子、离 子和离子团)可以插人 层间空隙,形成石墨 层间化合物。
已经成功地制成了各种一次和二次电池,特别是
二次锂离子电池的成功开发,已大量地用于市场。
应用 催化剂
由于石墨层间化合物的内表面积非常大,而且具
有选择性的吸附作用,所以可以用做催化剂。 把
Fe、 Ni、 Co等的石墨层间化合物作为催化剂在 850-l200℃、60-90×l05kPa的条件下用于合 成金刚石
应用 医学领域
由于石墨层间化合物有对有机、生物大分子的吸附特
性,在生物医学材料上有广泛的应用前景。清华大学
用石墨层间化合物制作医用敷料代替医用纱布,经 300多只小白鼠、大白鼠、脉鼠、家免的动物试验, 证明无毒、无副作用,对创面无刺激、不染黑,并促 进愈合。
应用
贮氢材料
碱金属石墨层间化合物,如K—GIC,