石墨烯的化學(xué)性質(zhì)有哪些？

      石墨烯的化學(xué)性質(zhì)與石墨相似，石墨烯能夠吸附并脫附各種原子和分子。當(dāng)這些原子或分子作為給體或受體時(shí)能夠改變石墨烯載流子的濃度，而石墨烯自身卻能夠堅(jiān)持很好的導(dǎo)電性。但當(dāng)吸附其他物質(zhì)時(shí)，如H和OH時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些衍生物，使石墨烯的導(dǎo)電性變差，但并沒(méi)有產(chǎn)生新的化合物。因此，能夠使用石墨來(lái)估測(cè)石墨烯的性質(zhì)。例如石墨烷的生成就是在二維石墨烯的基礎(chǔ)上，每個(gè)碳原子多加上一個(gè)氫原子，從而使石墨烯中sp碳原子變成sp雜化。 能夠在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的石墨制備的石墨烯的可溶性片段。
       氧化石墨烯(grapheneoxide，GO):一種經(jīng)過(guò)氧化石墨得到的層狀資料。體相石墨經(jīng)發(fā)煙濃酸溶液處理后，石墨烯層被氧化成親水的石墨烯氧化物，石墨層間距由氧化前的3.35?增加到7~10?，經(jīng)加熱或在水中超聲剝離進(jìn)程很簡(jiǎn)單構(gòu)成別離的石墨烯氧化物片層結(jié)構(gòu)。XPS、紅外光譜(IR)、固體核磁共振譜(NMR)等表征結(jié)果顯現(xiàn)石墨烯氧化物含有很多的含氧官能團(tuán)，包括羥基、環(huán)氧官能團(tuán)、羰基、羧基等。羥基和環(huán)氧官能團(tuán)首要位于石墨的基面上，而羰基和羧基則處在石墨烯的邊際處。
       石墨烷(graphane):可經(jīng)過(guò)石墨烯與氫氣反響得到，是一種飽和的碳?xì)浠衔?，具有分子?CH)n，其間所有的碳是sp雜化并構(gòu)成六角網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，氫原子以替換形式從石墨烯平面的兩頭與碳成鍵，石墨烷表現(xiàn)出半導(dǎo)體性質(zhì)，具有直接帶隙。
       氮摻雜石墨烯或氮化碳(carbonnitride):在石墨烯晶格中引進(jìn)氮原子后變成氮摻雜的石墨烯，生成的氮摻雜石墨烯表現(xiàn)出較純石墨烯更多優(yōu)異的性能，呈無(wú)序、通明、褶皺的薄紗狀，部分薄片層疊在一起，構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)，顯現(xiàn)出較高的比電容和杰出的循環(huán)壽數(shù)。
       生物相容性:羧基離子的植入可使石墨烯資料外表具有活性功能團(tuán)，從而大幅度進(jìn)步資料的細(xì)胞和生物反響活性。石墨烯呈薄紗狀與碳納米管的管狀比較，更適合于生物資料方面的研討。而且石墨烯的邊際與碳納米管比較，更長(zhǎng)，更易于被摻雜以及化學(xué)改性，更易于承受功能團(tuán)。
       氧化性:可與活潑金屬反響。
       還原性:可在空氣中或是被氧化性酸氧化，經(jīng)過(guò)該辦法能夠?qū)⑹┎贸尚∷槠?石墨烯氧化物是經(jīng)過(guò)石墨氧化得到的層狀資料，經(jīng)加熱或在水中超聲剝離進(jìn)程很簡(jiǎn)單構(gòu)成別離的石墨烯氧化物片層結(jié)構(gòu)。
       加成反響:使用石墨烯上的雙鍵，能夠經(jīng)過(guò)加成反響，加入需求的基團(tuán)。
       安穩(wěn)性:石墨烯的結(jié)構(gòu)非常安穩(wěn)，碳碳鍵(carbon-carbon bond)僅為1.42。石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌，當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí)，碳原子面會(huì)彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來(lái)習(xí)慣外力，從而堅(jiān)持結(jié)構(gòu)安穩(wěn)。這種安穩(wěn)的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性。另外，石墨烯中的電子在軌跡中移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因晶格缺陷或引進(jìn)外來(lái)原子而產(chǎn)生散射。因?yàn)樵娱g作用力非常強(qiáng)，在常溫下，即使周?chē)荚赢a(chǎn)生擠撞，石墨烯內(nèi)部電子受到的干擾也非常小。 一起，石墨烯有芳香性，具有芳烴的性質(zhì)。