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太阳成集团tyc234cc:关于石墨烯的氧化切割机理的研究进展

时间:2009-05-22 05:09:00 来源:合肥微尺度物质科学国家实验室|
  合肥微尺度物质科学国家实验室杨金龙教授、李震宇副教授研究组在对氧化诱导的石墨烯切割机理的研究中取得新的进展。基于理论计算研究,他们提出一种基于环氧对中间产物的新机理。该项成果发表在《美国化学会誌》(J. Am. Chem. Soc. 131, 6320 (2009))上。该工作得到了国家自然科学基金委、教育部和科技部重大研究计划项目的资助。
  因为其独特的性质和巨大的应用前景,石墨烯成为了当今国际上的研究热点。制约石墨烯研究与应用的一个重大问题是缺乏一种手段大规模制备高质量的石墨烯。氧化可以使石墨解离成层状结构,得到石墨烯氧化物。而石墨烯氧化物被还原后可以得到类似石墨烯的产物。因此,以石墨烯氧化物为中间产物提供了一种可能的大规模制备石墨烯的有效途径。
  实验研究表明,石墨烯在氧化环境中会被切割成小块。相关机理的研究对实现石墨烯可控切割,进而开发石墨烯电子学应用具有重要意义。美国普林斯顿大学的Car研究组提出了一种基于环氧链的“拉链”机理。但是,环氧链虽然可以打开C-C键,却并不直接切割石墨烯。在杨金龙教授研究组的该项工作中,他们首次提出了一种环氧对中间物,它可以转化为羰基对,从而实现对石墨烯的切割。环氧对到羰基对的反应一经触发,便可很快发生。计算表明,从边缘开始直接“撕裂”石墨烯的可能性较小。另外,该项研究还对困扰学术界多年的石墨烯氧化物原子结构的问题提供了重要指导。

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