石墨烯碳网络上的化学掺杂修饰

摘要：石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，具有高硬度、高导热性、高载流子迁移率等诸多优良特性，被认为是新一代电子学器件的重要基础材料。本文将从石墨烯的化学修饰方法方面进行阐述，通过描述这些修饰方法对石墨烯的化学结构进行改良，进而判断这些优良特性对改良后的石墨烯的影响，并通过理论证明在一定程度上打开了石墨烯的带隙，有助于进一步对石墨烯的科学研究。92654

毕业论文关键词：石墨烯；优良特性；化学修饰

Abstract: Graphene is a honeycomb planar film formed by sp2 hybridization of carbon atoms。 It is a quasi-two-dimensional material with only one atomic layer thickness。 It has high hardness, high thermal conductivity and high carrier mobility。 Excellent features, is considered a new generation of electronic devices important base material。 In this paper, the chemical modification of graphene is described, and the chemical structure of graphene is improved by describing these modification methods, and then the influence of these excellent properties on the modified graphene is judged and proved to some extent by theoretical The graphene bandgap contributes to further scientific research on graphene。

Keywords: graphene；excellent properties；chemical modification源F于K优B尔C论V文N网WwW.youeRw.com 原文+QQ752^018766

1 前言 3

1。1石墨烯的共价修饰 3

1。1。1亲核加成 4

1。1。2亲电取代 5

1。1。3环加成 6

1。1。4重排 11

1。2石墨烯碳网络上的非共价修饰 12

1。2。1范德华力 13

1。2。2静电相互作用 14

1。2。3氢键 14

1。3石墨烯碳网络上的化学掺杂修饰 15

1。3。1间隙掺杂 15

1。3。2取代掺杂 16

1。3。3选择性掺杂 17

结论 18

参考文献 19

致谢 23

1 前言来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•盖姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料。作为一种二位碳纳米材料，由于其大的比表面积，好的透光性，高的力学强度、电导率、热导率和优异的自旋输运性质等，已经被推崇为一种“明星”材料。科学家甚至预言石墨烯将"彻底改变21世纪"。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业。然而，为了进一步丰富石墨烯的性质，化学修饰石墨烯备受关注。

化学修饰作为一种主要的改性方法能从本质上提高碳材料的物理化学性能。石墨烯，是由碳原子通过sp2杂化形成的二维单层片状结构，因其优异的导电性、热稳定性和机械强度，从而受到了科研人员广泛的关注和极大的研究兴趣。本文中，我们对石墨烯的化学修饰作一简单综述，重点关注石墨烯的化学修饰方法，包括共价修饰、非共价修饰和化学掺杂。其中，共价修饰包括亲核加成、亲电取代，环加成反应和重排反应；非共价修饰包括范德华力作用、静电作用、氢键、配位键以及π-π键作用；化学掺杂包括间隙掺杂、置换掺杂和选择性掺杂。通过化学修饰将聚合物、金属、半导体和有机物等众多材料添加进石墨烯二维层状结构中，能显著地改善复合材料的溶解性，稳定性，因而得到可控的电、热和机械性能、增强的催化氧化性能以及卓越的生物性能，在智能传感器，绿色能源设备等领域的应用有着良好的前景。石墨烯碳网络上的化学掺杂修饰:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_200355.html