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三維石墨烯比二維石墨烯好在哪里?

鉅大LARGE  |  點擊量:6162次  |  2018年06月18日  

首先,關于(二維)石墨烯的基本概念及參數。2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov),成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

由于石墨烯具有優異的力學性能、熱學性能,電學性能以及良好的延展性,使其在高性能電子器件、導熱、催化及能源領域有著巨大的潛在應用價值。其性能的具體參數包括:1、吸光率約為2.3%2、導熱系數高達5300W/m·K(高于碳納米管和金剛石)3、常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s(比納米碳管或硅晶體高)4、電阻率約10E-8Ω·m(比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料)石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構,它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbonnano-tube,CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。

第二,多孔石墨烯的基本概念及性能。多孔石墨烯材料是在石墨烯的片層中通過物理或化學的方法制造一些具有納米尺寸的孔洞,這些方法包括:化學氣相沉積法,溶液法,水熱法等。由于多孔石墨烯的制備方法比較多,所以具體的性能參數尚沒有統一的數據。根據目前的進展,可以大致得出這樣的結論(答主主要做的是多孔石墨烯傳感器,所以相關參數多與此有關):1、孔結構較好2、表面活性較高3、導電性及負載量較好(可以負載酶用作生物燃料電池)4、傳質速率較高(可用作傳感器)

在電化學方面,將石墨烯還原為多孔石墨烯后,各方面的性能提高非常明顯,具體參數還在進行重復測試中。

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