水分裂了表层石墨烯和间层石墨烯
Xiaofeng Feng1, Sabine Maier, Miquel Salmeron
1Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 10, 2012
概括
石墨烯薄膜与水的反应不同,取决于基板. 水很容易在上分解石墨烯,但与铜上的石墨烯反应较小,突出显示了基板对材料稳定性的影响.
科学领域:
- 表面科学是一门学科.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 石墨烯的独特特性使其成为电子和储能领域的有前途的产品.
- 多晶石墨烯薄膜含有影响气体吸附和反应性的缺陷.
- 了解石墨烯与水和氧等常见分子的相互作用对于其应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究小分子 (水,氧,,氨) 在表层石墨烯上的吸附和反应.
- 为了比较石墨烯在不同基质 (和铜) 上的反应性.
- 了解石墨烯化学稳定中的基质和缺陷的作用.
主要方法:
- 在 (Ru(0001)) 和铜 (Cu(111)) 基板上经轴的石墨烯生长.
- 扫描道显微镜 (STM) 用于原子级表面分析.
- 在受控温度下暴露于水,氧,和氨.
主要成果:
- 在Ru(0001) 上的石墨烯对水的敏感度很高,在90K时碎片化,并允许水插入.
- 在Cu111上的石墨烯也会与水发生反应,但效率明显低于Ru0001的反应.
- 在研究条件下,氧,和氨在任何基板上都没有与石墨烯显著的反应性.
结论:
- 基质的化学性质决定了表轴石墨烯中C-C键的反应性.
- 石墨烯中的线条缺陷特别容易受到水对Ru的化学攻击.
- 石墨烯对普通大气分子的稳定性取决于基板,影响潜在的应用.
