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石墨烯物理性质与金属相似为什么错

发布时间:2022-11-29 16:07:12

❶ 石墨烯的化学性质是什么

石墨烯是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的统称。
类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子。从表面化学的角度来看,石墨烯的性质类似于石墨,可利用石墨来推测石墨烯的性质。石墨烯具有超疏水性和超亲油性。在一定条件下,石墨烯可以和氢、氧及氟,氯,溴反应,分别生成石墨烷、石墨炔、氧化石墨烯、氟化石墨烯、氯化石墨烯,溴化石墨烯,还可以生成上述的部分化合物(通常在许多方面具有实用价值)。

❷ 石墨烯的性质与金属相似吗,石墨烯有哪些特性

提起石墨烯的性质与金属相似吗,大家都知道,有人问石墨烯的导电性比金属导体好么,另外,还有人想问石墨烯的金属性,半导体性是怎么区分的,你知道这是怎么回事?其实石墨烯是金属材料还是半导体材料?下面就一起来看看石墨烯有哪些特性,希望能够帮助到大家!

石墨烯的性质与金属相似吗

力学特性

石墨烯是已知强度的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可大0.。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

电子效应

石墨烯在室温下的载流子迁移率约为/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是目前已知载流子迁移率的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下,石墨烯的载流子迁移率甚至可高达/(V·s)。与很多材料不一样,石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小,50~之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率都在/(V·s)左右。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达/mK,是目前为止导热系数的碳材料,高于单壁碳纳米管(/mK)和多壁碳纳米管(/mK)。当它作为载体时,导热系数也可达/mK。此外,石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。

光学特性

石墨烯具有非常良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内,厚度每增加一层,吸收率增加2.3%。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压,石墨烯的带隙可在0~0.间调整。施加磁场,石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。

当入射光的强度超过某一临界值时,石墨烯对其的吸收会达到饱和。这些特性可以使得石墨烯可以用来做被动锁模激光器。这种独特的吸收可能成为饱和时输入光强超过一个阈值,这称为饱和影响,石墨烯可饱和容易下可见强有力的激励近地区,由于环球光学吸收和零带隙。由于这种特殊性质,石墨烯具有广泛应用在超快光子学。

溶解性:在非极性溶剂中表现出良好的溶解性,具有超疏水性和超亲油性。

熔点:科学家在年的研究中表示约,有其他研究表明熔点可能在左右。

其他性质:可以吸附和脱附各种原子和分子。

石墨烯的性质与金属相似吗:石墨烯的导电性比金属导体好么

石墨烯的导电性比金属导体好

在室温下传递电子的

速度比已知的导体都快,

石墨烯是金属材料还是半导体材料?

石墨烯是什么.有什么性质

石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的晶体。当把石墨片通过物理或化学方法剥成单层之后,这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。

主要的物理方法有:机械剥离法、液相或气相直接剥离法;化学方法有:表面析出生长法、氧化石墨还原法、化学气相沉积法、化学合成法。不要看石墨烯薄,它的硬度甚至比钢铁要高几百倍!

因为薄,所以石墨烯具有良好的透光性,以肉眼来看,完全可以说它是透明的。同时,由于石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热性能,为复合材料、纺织领域、电子信息、节能环保、生物医药、化工、等很多领域带来了巨大的改变。

但是,并不是只有单层石墨烯才叫石墨烯。按层数:它可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。按被功能化形式:它可分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。按外在形态:它可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状石墨烯等。

石墨烯是目前为止导热系数的材料,具有非常好的热传导性能,所以它被大量运用在全新的采暖行业。和常规膜一样,石墨烯需要通电才能,当在石墨烯膜两端电极通电的情况下,电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子,由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称运动)而产生热能,热能又通过控制远线以平面方式均匀地辐。

石墨烯通电后,有效电热能总转换率达99%以上,同时加上特殊的超导性,保证性能的稳定。但是与常规金属丝膜不同的地方在于,稳定安全,而且散发出来的线被称为“生命”。

综上所述,石墨烯材料良好的导电导热性能非常适合应用于新型采暖行业,让采暖过程更加舒适,便捷。

以上就是与石墨烯有哪些特性相关内容,是关于石墨烯的导电性比金属导体好么的分享。看完石墨烯的性质与金属相似吗后,希望这对大家有所帮助!

❸ 简述石墨烯材料优良的物理性质

石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法。常用的聚合物涂层很容易被刮伤,降低了保护性能;而石墨烯来做保护膜,显着延缓了金属的腐蚀速度,更加坚固抗损伤。石墨烯不仅是电子产业的新星,应用于传统工业的前途也不可限量。其应用方向:海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。石墨烯具有良好的导热、导电性能。然而利用石墨烯其研制生产的柔性石墨烯散热薄膜能帮助现有笔记本电脑、智能手机、LED显示屏等,石墨烯能有助于大大提升散热性能。

❹ 石墨和石墨烯的物理性质完全相同么

不相同
石墨是碳的一种同素异形体其物理性能是:
颜色呈灰黑,有金属光泽,不透明固体,质软并有滑腻感,能导电、传热,密度2.25g/cm^3,熔点3652℃,沸点4827℃,硬度1
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光";
导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体*高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。

❺ 石墨烯是什么.有什么性质

石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的晶体。当把石墨片通过物理或化学方法剥成单层之后,这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。

综上所述,石墨烯材料良好的导电导热性能非常适合应用于新型采暖行业,让采暖过程更加舒适,便捷。

❻ 石墨烯与金属的化学性质相似吗

石墨烯与金属的化学性质有些相似。

1、化合物:石墨烯与氢键合能够形成石墨烯的氢化物,从而表现出不同的电子结构和晶体形态。

2、生物相容性:羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团,从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。

3、氧化性:可与活泼金属反应。石墨烯氧化物是通过氧化石墨得到的层状材料,体相石墨经发烟浓酸溶液处理后,石墨烯层被氧化成亲水的石墨烯氧化物,石墨层间距由氧化前的3、35Å增加到7~10Å,经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。

其他性质:

还原性:可在空气中或是被氧化氧化性酸氧化,通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。

加成反应:利用石墨烯上的双键,可以通过加成反应,加入需要的基团。

稳定性:石墨烯的结构非常稳定,碳碳键仅为1、42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。

❼ 石墨烯的导电性与金属相比,石墨烯的导电性比金属导体好么

提起石墨烯的导电性与金属相比,大家都知道,有人问石墨烯的导电性可能超过石墨吗,另外,还有人想问石墨烯导电和铜线导电有什么区别,你知道这是怎么回事?其实为什么石墨烯导电性强,下面就一起来看看石墨烯的导电性比金属导体好么,希望能够帮助到大家!

石墨烯的导电性与金属相比

石墨烯的导电性比金属导体好

在室温下传递电子的

速度比已知的导体都快,

石墨烯具有很好的导电性能,其导电仅次于银和铜

A、石墨烯是纳米材料,且电阻比铜或银更低,具有良好的导电性,适合做精密仪器中的导线,故A不合题意;

B、石墨烯的电阻率太小,不适合做电暖气中的元件,故B合题意;

C、石墨烯是世上最薄、最的纳米材料,几乎是完全透明,适合做手机的屏幕保护层,故C不合题意;

D、石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光.因此具有良好的透光性,故适合做运钞车的前挡风玻璃,故D不合题意.

故选B.

石墨烯的导电性与金属相比:石墨烯的导电性可能超过石墨吗

石墨中自由电子受层间约束,电阻较大,导电性能差些。石墨烯中自由电子是真的自由,几乎不受碳原子约束,因此电阻率很小,电阻很小,导电性能最好,超过所有金属。

石墨烯能不能导电,导电能力比石墨强还是弱

能导电。

为什么石墨烯导电性强

石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。

导电能力比石墨强。

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”,的性质和相对论性的中微子非常相似。石墨烯能够导电,导电能力比石墨强。

石墨烯的导电性与金属相比:石墨烯导电和铜线导电有什么区别

石墨中自由电子受层间约束,电阻较大,导电性能差些。石墨烯中自由电子是真的自由,几乎不受碳原子约束,因此电阻率很小,电阻很小,导电性能最好,超过所有金属。

石墨烯是半导体那为什么导电性强

石墨烯是半金属,介于导体和半导体之间首先大面积石墨烯不是半导体,石墨烯纳米带是半导体。理论上是透明的导体,能带为0.但是这要看的方法,不同的方法,导致出的石墨烯具有不同的性能。

石墨烯能不能导电,导电能力比石墨强还是弱

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”,的性质和相对论性的中微子非常相似。石墨烯能够导电,导电能力比石墨强。

石墨烯的导电性与金属相比:为什么石墨烯导电性强

石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就了结构稳定。

这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electricchargecarrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。

其次石墨烯可以用来防腐:独特的二维片层结构和其表面疏水特性。

以上就是与石墨烯的导电性比金属导体好么相关内容,是关于石墨烯的导电性可能超过石墨分享。看完石墨烯的导电性与金属相比后,希望这对大家有所帮助!

❽ 有关石墨烯的问题。解释下C和D~化学高手来~

石墨烯就是将石墨的层状结构剥下来,一层一层的

A.固态时,碳的各种单质的晶体类型相同---------错,金刚石是原子晶体,C60是分子晶体
B.石墨烯含有非极性键---------------对,C-C键是非极性键
C.从石墨剥离得石墨烯需要破坏化学键----------错,破环的是层间的范德华力
D.石墨烯具有导电性----------对,层内存在很大的派键,导电性类似石墨

❾ 石墨烯具有哪些优质性能

石墨烯具有的优质性能
1.导电性
石墨烯新颖的电子性质在于它可以维持巨大的电流。石墨烯中的π键使石墨烯具有电子传导性,并使石墨烯层之间产生较弱的相互作用。石墨烯中的载流子可用狄拉克方程而不用薛定谔方程来描述。由于蜂窝晶体中有两个等价的碳亚晶格,锥状的价带和导带相交于费米能级处布里渊区的K和K0点。这些无质量的狄拉克费米子显示出许多优越的特性。石墨烯是零带隙的二维半导体材料,它清晰地显示出双极电场效应、准粒子,和较长的平均自由程(微米量级的)。
此外,二维中狄拉克能量色散意味着石墨烯是一种零带隙的半导体材料,当接近费米能级处时其态密度成线性消失。石墨烯传导时其电子或空穴浓度高达10E13cm-2。它显示出杰出的载流子迁移率约为200,000cm2╱V.s。如此高的迁移率是因为完美的石墨烯蜂窝状晶格使电子能够十分顺利地通过,能够控制其带隙。就像半导体一样,人们可以控制和调节电子运动以产生预期的结果。换言之,除非能够提供能量来加强电子穿越间隙,即在价带和导带之间的间隙,否则石墨烯不可用以传导。
2.导热性
石墨烯的近室温导热系数在(4.84±0.44)×10E3和(5.30±0.48)×10E3W╱m.K之间(Balandinetal.,2008)。化学气相沉积制备的石墨烯显示出较低值(≈2500W╱mK)(Caietal.,2010)。
它被认为具有一定的结构类型,即AA或AB型;石墨烯的层数也对其热导率产生影响。由于石墨烯的高热导性(由于其强烈的CAC共价键和声子散射,无缺陷的纯石墨烯单层在室温下导热性可高达5000W╱mK(Ballandinetal.,2008),它被认为是电子设备中重要的组成部分。
在室温下,单层纯石墨烯的热导率比先前研究的其他碳的同素异形体的热导率高很多,例如,碳纳米管(多壁碳纳米管为3000W╱mK(Kimetal.,2001),单壁碳纳米管为3500W╱mK(Popetal.,2005)。导热率会受一些因素的影响,如缺陷,边缘散射(Nikaetal.,2009)和同位素掺杂(Jiangetal.,2010)。
一般而言,所有这些因素都会对导电率产生不利影响,这是因为掺杂导致缺陷和声子模式局部化从而产生了声子散射。
3.比表面积
石墨烯成六角苯环结构,边长0.142纳米,面积为0.052nm2。所以面密度为0.77mg╱m2时,取得比表面积为2630m2╱g。
4.弹性模量
依据Voigt石墨本构方程式:
式中,下标1和2为石墨烯面内的两个主方向,而3为其法向。实验测量得到值为C11=1060Gpa、C12=36.5Gpa、C44=4Gpa、C12=180Gpa及C13=15Gpa。由此矩阵中还可以看出,由于碳原子之间SP2键极强,石墨面内的弹性模量高达1Tpa。
由于高各向异性程度的原因是石墨烯之间的弱相互作用,这通常被认为是范德华力相互作用或π电子间的耦合作用,实验测出石墨烯层间的剪切模量为4Gpa,剪切强度为0.08Mpa,明显小于碳原子间的机械性能。
石墨烯被氧化后的物理性质有显着的改变。可以看出首先是环氧基中的C-O-C键角发生弯曲,而氧原子向石墨面内方向运动,由此得到氧化石墨烯其杨氏模量为610Gpa,较石墨烯的1060Gpa还低。
5.透光性
石墨烯是透明的,单层石墨烯吸收2.3%πα≈2.3%的白光(97.7%透光率),α为精细结构常数,其值约为~1/37。堆叠顺序和方向影响着石墨烯的光学特性;因此,双层石墨烯展现出新颖有趣的光学特性。
6.化学稳定性及反应性
石墨烯的化学稳定性高是由于蜂窝网状结构中强大的面内sp2杂化键的存在。石墨烯的化学惰性可应用于防止金属和金属合金的氧化。陈等(Chenetal.,2011)用化学气相沉积技术将石墨烯镀在铜和铜╱镍上,首次演示了石墨烯的抗氧化性能。石墨烯具有的化学稳定性和惰性使它有望提高潜在的光电子器件的耐久性(Blakeetal.,2008)。
7.阻隔性
石墨烯片具有高度灵活性。它们可以像气球一样被拉伸,甚至在几种大气的立压差下也无碍。即使是像氦这样的小原子也无法渗透它。有些文献会使用氧化石墨烯来阻隔膜,我现在才发现是因为石墨烯分散性较差而不得不做的取舍,毕竟石墨烯成膜性高,再者,氧化石墨烯是亲水性会吸水,而石墨烯为疏水性,阻水性更佳

❿ 石墨烯是一种新型的有机物,这个为什么错

因为石墨烯是一种无机碳单质,而不是有机物。

石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。

石墨烯具有非常良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内,厚度每增加一层,吸收率增加2.3%。

大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性,且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构。

室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压,石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场,石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。

(10)石墨烯物理性质与金属相似为什么错扩展阅读

石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。

在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述。

这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。

零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。

另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。

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