镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体及其镶嵌方法与流程

文档序号:11190616
镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体及其镶嵌方法与流程

本发明涉及石墨烯的技术领域,尤其涉及一种镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体及其镶嵌方法。



背景技术:

随着石墨烯的制造日渐成熟并向着量产方面发展,然而现时石墨烯在应用上都是在添加剂应用上发展居多。实际上,石墨烯本身带功能性的材料应用上可说是空白,而且应用不广,实质上是未来极之需要。功能性石墨烯方面,人类只是趋于初步阶段,还是有漫长的道路探讨。

随着多相量子自耦反应法生产出经济又纯正的石墨烯外,又继续发展做出阳极石墨烯和阴极石墨烯。在这阶段中,发明人已找出了功能性石墨烯和离子镶嵌初型的探讨以及成功做出带阳极和带阴极的离子镶嵌石墨烯晶格上的原理,我们叫这种技术发明和手段生产的称为功能性石墨烯原材料。

在镶嵌功能性离子石墨烯的科研上发现,有效性和功能性的效益方案在于镶嵌的离子戴体上的设计和普排方式。



技术实现要素:

针对上述技术中存在的不足之处,本发明提供一种结构稳定、易于实现的镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体及其镶嵌方法。

为了达到上述目的,本发明一种镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体,包括二十四个碳原子, 二十四个碳原子之间相互成键组合成包括七个正六边形的七晶格式的石墨烯结构,其中的十二个碳原子上与碳原子相结合形成两条碳碳双键,其中的另外十二个碳原子上与碳原子相结合形成三条碳碳双键;

七晶格式的石墨烯结构的构造为六个晶格环绕在中间晶格的外围,由于所有物质的电子相位的特性,同样的物质在反应过程中都有同相双排斥,因此镶嵌离子在石墨烯当中就必然发生一定间嵌性距离的分布,七晶石墨烯形成空洞式反应结构;镶嵌离子镶嵌在中间的空洞晶格上,外围的六个晶格上不装离子,即形成七晶格式的石墨烯镶嵌结构。

在本实施例中,该石墨烯载体中的二十四个碳原子均带有本身自有电子,通过碳碳双键相连的两个碳原子所带电子正负不同,七晶格式的电子排列结构中的电子电荷表现确定的物质电子相位,七晶格式的石墨烯结构上的相位间距决定了离子镶嵌反应过程中的同性相斥的结果,从而让离子镶嵌在七晶格式结构的中间空洞晶格上,且外围环绕着六个没有装离子的晶格。

在本实施例中, 将锰离子镶嵌到七晶格式的石墨烯载体中,装上锰离子的结构和其他六个没有锰离子的晶格结合形成一个七晶锰离子结构的一个分子团。

在本实施例中, 镶嵌的离子包括:铜离子、铁离子、金离子、银离子、铂离子以及稀土离子。

本发明一种七晶格式石墨烯载体镶嵌离子的方法,包括以下过程:

将带有目标离子的化合物与石墨烯层进行充分混合;

升高温度并添加缓冲剂使目标离子从化合物中脱离;

继续升温,使目标离子镶嵌到七晶格式石墨烯的空洞晶格上;

形成镶嵌有目标离子的七晶格组合的分子团。

在本实施例中,该方法中使用的石墨烯层为小层石墨烯,具体为五层以下的石墨烯结构。

在本实施例中,该方法中使用的镶嵌离子为铜离子、铁离子、金离子、银离子、铂离子以及稀土离子中的一种。

在本实施例中,包括以下具体过程:

将带锰离子的化合物渗入石墨烯层内,使锰离子与石墨烯层进行充分混合;

加以能量以及正常反应,除去化合物中的其他离子,只剩下锰离子;

进一步升温,锰离子安装到七晶格上的空洞晶格中;

形成具有金属锰特性的七晶格式石墨烯分子团;

将上述锰离子镶嵌的七晶格式石墨烯制作成阳极石墨烯作为电池的正极使用。

本发明一种七晶格式石墨烯载体镶嵌离子的应用,用于将石墨烯进行功能性改造,实现多相功能性石墨烯。

本发明的有益效果是:

与现有技术相比,本发明的镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体,通过特定的电子排布结构,实现镶嵌离子在石墨烯晶格上发生一定间嵌性距离的分布。每装上一粒离子在石墨烯晶格中,外围都会环绕六个没有装离子的晶格。这样的离子镶嵌结构既可以保证离子镶嵌的稳定性,同时也可以使离子本身的特性得到充分体现,以实现石墨烯的功能化改造。本发明这种带离子的七晶结构的石墨烯分子为石墨烯的镶嵌技术提供了更加精准的工艺以及更加简单的手段。

附图说明

图1为本发明未镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体的结构示意图;

图2为本发明镶嵌上离子的七晶格式石墨烯载体的结构示意图。

主要元件符号说明如下:

10、碳原子 11、镶嵌离子。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1-2,本发明一种镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体,包括二十四个碳原子10, 二十四个碳原子10之间相互成键组合成包括七个正六边形的七晶格式的石墨烯结构,其中的十二个碳原子10上与碳原子10相结合形成两条碳碳双键,其中的另外十二个碳原子10上与碳原子10相结合形成三条碳碳双键;

七晶格式的石墨烯结构的构造为六个晶格环绕在中间晶格的外围,由于所有物质的电子相位的特性,同样的物质在反应过程中都有同相双排斥,因此镶嵌离子11在石墨烯当中就必然发生一定间嵌性距离的分布,七晶石墨烯形成空洞式反应结构;镶嵌离子11镶嵌在中间的空洞晶格上,外围的六个晶格上不装离子,即形成七晶格式的石墨烯镶嵌结构。

相较于现有技术,本发明的镶嵌离子的七晶格式石墨烯载体,通过特定的电子排布结构,实现镶嵌离子11在石墨烯晶格上发生一定间嵌性距离的分布。每装上一粒离子在石墨烯晶格中,外围都会环绕六个没有装离子的晶格。这样的离子镶嵌结构既可以保证离子镶嵌的稳定性,同时也可以使离子本身的特性得到充分体现,以实现石墨烯的功能化改造。本发明这种带离子的七晶结构的石墨烯分子为石墨烯的镶嵌技术提供了更加精准的工艺以及更加简单的手段。

在本实施例中,该石墨烯载体中的二十四个碳原子10均带有本身自有电子,通过碳碳双键相连的两个碳原子10所带电子正负不同,七晶格式的电子排列结构中的电子电荷表现确定的物质电子相位,七晶格式的石墨烯结构上的相位间距决定了离子镶嵌反应过程中的同性相斥的结果,从而让离子镶嵌在七晶格式结构的中间空洞晶格上,且外围环绕着六个没有装离子的晶格。

在本实施例中, 将锰离子镶嵌到七晶格式的石墨烯载体中,装上锰离子的结构和其他六个没有锰离子的晶格结合形成一个七晶锰离子结构的一个分子团。

本发明一种七晶格式石墨烯载体镶嵌离子的方法,包括以下过程:

将带有目标离子的化合物与石墨烯层进行充分混合;

升高温度并添加缓冲剂使目标离子从化合物中脱离;

继续升温,使目标离子镶嵌到七晶格式石墨烯的空洞晶格上;

形成镶嵌有目标离子的七晶格组合的分子团。

在本实施例中,该方法中使用的石墨烯层为小层石墨烯,具体为五层以下的石墨烯结构。

在本实施例中,该方法中使用的镶嵌离子11为铜离子、铁离子、金离子、银离子、铂离子以及稀土离子中的一种。

在本实施例中,包括以下具体过程:

将带锰离子的化合物渗入石墨烯层内,使锰离子与石墨烯层进行充分混合;

加以能量以及正常反应,除去化合物中的其他离子,只剩下锰离子;

进一步升温,锰离子安装到七晶格上的空洞晶格中;

形成具有金属锰特性的七晶格式石墨烯分子团;

将上述锰离子镶嵌的七晶格式石墨烯制作成阳极石墨烯作为电池的正极使用。

本发明一种七晶格式石墨烯载体镶嵌离子的应用,用于将石墨烯进行功能性改造,实现多相功能性石墨烯。

依据物质电子相位的科学理论,我一切物质的自有特性表现,源于一切物质都带有本身自有电子,而且这种电子排列形式和结构表现出特定的物质电子相位,不同物质就有不同物质的特有相位,我们应用物质特性的存在,从而发挥物质应用功能。

由于所有物质的电子相位特性而分为不同类别,同样的物质在反应过程中都有同相相排斥的特点,因此镶嵌离子11在石墨烯当中就必然发生一定间嵌性距离的分布,我们把这种特性叫做空洞式反应结构,而刚好这种结构性的表现载体石墨烯晶格上是七个石墨烯晶格连接的比例,这种镶嵌离子11在石墨烯晶格上被称为七晶格空洞式镶嵌法。这种七晶格空洞式镶嵌法,在原理上可以说是相位间距而形成的,这种相位间距又是镶嵌反应上同性相斥的结果。在实验中每装上一粒离子在石墨烯晶格当中,外围都会环绕着六个没有装离子的晶格,一个七晶格的石墨烯在同一平面上。

功能性石墨烯材料是未来必定要走的方向,是人类新型材料的开拓方向。由于我们利用了七晶架构的石墨烯载体,将离子镶嵌入七晶架构中的中间空洞晶格,形成了七晶结构的离子包封,而离子包封中又形成了一个带离子特性色彩的石墨烯分子团架构,让功能性石墨烯得以实现应用。

在制造过程中,利用小层式石墨烯进行离子镶嵌。以锰离子为例;当离子材料要装入石墨烯的用量方法是以石墨烯七晶格的比例离子MOL 的方式计算法!就是利用七晶空洞分子团的计算方法,用这种运算方法就知道七晶分子MOL 对一个锰离子MOL 的比例了。材料必需是小层石墨烯,最好是五层以下的结构。不能用氧化石墨烯做镶嵌,一定要用完整晶格的小层石墨烯。当然多层都可以,但是工序繁复费时耗能。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

再多了解一些
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