鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體及其鑲嵌方法與流程

本發明涉及石墨烯的技術領域，尤其涉及一種鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體及其鑲嵌方法。

背景技術：

隨著石墨烯的制造日漸成熟并向著量產方面發展，然而現時石墨烯在應用上都是在添加劑應用上發展居多。實際上，石墨烯本身帶功能性的材料應用上可說是空白，而且應用不廣，實質上是未來極之需要。功能性石墨烯方面，人類只是趨于初步階段，還是有漫長的道路探討。

隨著多相量子自耦反應法生產出經濟又純正的石墨烯外，又繼續發展做出陽極石墨烯和陰極石墨烯。在這階段中，發明人已找出了功能性石墨烯和離子鑲嵌初型的探討以及成功做出帶陽極和帶陰極的離子鑲嵌石墨烯晶格上的原理，我們叫這種技術發明和手段生產的稱為功能性石墨烯原材料。

在鑲嵌功能性離子石墨烯的科研上發現，有效性和功能性的效益方案在于鑲嵌的離子戴體上的設計和普排方式。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種結構穩定、易于實現的鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體及其鑲嵌方法。

為了達到上述目的，本發明一種鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體，包括二十四個碳原子，二十四個碳原子之間相互成鍵組合成包括七個正六邊形的七晶格式的石墨烯結構，其中的十二個碳原子上與碳原子相結合形成兩條碳碳雙鍵，其中的另外十二個碳原子上與碳原子相結合形成三條碳碳雙鍵；

七晶格式的石墨烯結構的構造為六個晶格環繞在中間晶格的外圍，由于所有物質的電子相位的特性，同樣的物質在反應過程中都有同相雙排斥，因此鑲嵌離子在石墨烯當中就必然發生一定間嵌性距離的分布，七晶石墨烯形成空洞式反應結構；鑲嵌離子鑲嵌在中間的空洞晶格上，外圍的六個晶格上不裝離子，即形成七晶格式的石墨烯鑲嵌結構。

在本實施例中，該石墨烯載體中的二十四個碳原子均帶有本身自有電子，通過碳碳雙鍵相連的兩個碳原子所帶電子正負不同，七晶格式的電子排列結構中的電子電荷表現確定的物質電子相位，七晶格式的石墨烯結構上的相位間距決定了離子鑲嵌反應過程中的同性相斥的結果，從而讓離子鑲嵌在七晶格式結構的中間空洞晶格上，且外圍環繞著六個沒有裝離子的晶格。

在本實施例中，將錳離子鑲嵌到七晶格式的石墨烯載體中，裝上錳離子的結構和其他六個沒有錳離子的晶格結合形成一個七晶錳離子結構的一個分子團。

在本實施例中，鑲嵌的離子包括：銅離子、鐵離子、金離子、銀離子、鉑離子以及稀土離子。

本發明一種七晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的方法，包括以下過程：

將帶有目標離子的化合物與石墨烯層進行充分混合；

升高溫度并添加緩沖劑使目標離子從化合物中脫離；

繼續升溫，使目標離子鑲嵌到七晶格式石墨烯的空洞晶格上；

形成鑲嵌有目標離子的七晶格組合的分子團。

在本實施例中，該方法中使用的石墨烯層為小層石墨烯，具體為五層以下的石墨烯結構。

在本實施例中，該方法中使用的鑲嵌離子為銅離子、鐵離子、金離子、銀離子、鉑離子以及稀土離子中的一種。

在本實施例中，包括以下具體過程：

將帶錳離子的化合物滲入石墨烯層內，使錳離子與石墨烯層進行充分混合；

加以能量以及正常反應，除去化合物中的其他離子，只剩下錳離子；

進一步升溫，錳離子安裝到七晶格上的空洞晶格中；

形成具有金屬錳特性的七晶格式石墨烯分子團；

將上述錳離子鑲嵌的七晶格式石墨烯制作成陽極石墨烯作為電池的正極使用。

本發明一種七晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的應用，用于將石墨烯進行功能性改造，實現多相功能性石墨烯。

本發明的有益效果是：

與現有技術相比，本發明的鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體，通過特定的電子排布結構，實現鑲嵌離子在石墨烯晶格上發生一定間嵌性距離的分布。每裝上一粒離子在石墨烯晶格中，外圍都會環繞六個沒有裝離子的晶格。這樣的離子鑲嵌結構既可以保證離子鑲嵌的穩定性，同時也可以使離子本身的特性得到充分體現，以實現石墨烯的功能化改造。本發明這種帶離子的七晶結構的石墨烯分子為石墨烯的鑲嵌技術提供了更加精準的工藝以及更加簡單的手段。

附圖說明

圖1為本發明未鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體的結構示意圖；

圖2為本發明鑲嵌上離子的七晶格式石墨烯載體的結構示意圖。

主要元件符號說明如下：

10、碳原子11、鑲嵌離子。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。

參閱圖1-2，本發明一種鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體，包括二十四個碳原子10，二十四個碳原子10之間相互成鍵組合成包括七個正六邊形的七晶格式的石墨烯結構，其中的十二個碳原子10上與碳原子10相結合形成兩條碳碳雙鍵，其中的另外十二個碳原子10上與碳原子10相結合形成三條碳碳雙鍵；

七晶格式的石墨烯結構的構造為六個晶格環繞在中間晶格的外圍，由于所有物質的電子相位的特性，同樣的物質在反應過程中都有同相雙排斥，因此鑲嵌離子11在石墨烯當中就必然發生一定間嵌性距離的分布，七晶石墨烯形成空洞式反應結構；鑲嵌離子11鑲嵌在中間的空洞晶格上，外圍的六個晶格上不裝離子，即形成七晶格式的石墨烯鑲嵌結構。

相較于現有技術，本發明的鑲嵌離子的七晶格式石墨烯載體，通過特定的電子排布結構，實現鑲嵌離子11在石墨烯晶格上發生一定間嵌性距離的分布。每裝上一粒離子在石墨烯晶格中，外圍都會環繞六個沒有裝離子的晶格。這樣的離子鑲嵌結構既可以保證離子鑲嵌的穩定性，同時也可以使離子本身的特性得到充分體現，以實現石墨烯的功能化改造。本發明這種帶離子的七晶結構的石墨烯分子為石墨烯的鑲嵌技術提供了更加精準的工藝以及更加簡單的手段。

在本實施例中，該石墨烯載體中的二十四個碳原子10均帶有本身自有電子，通過碳碳雙鍵相連的兩個碳原子10所帶電子正負不同，七晶格式的電子排列結構中的電子電荷表現確定的物質電子相位，七晶格式的石墨烯結構上的相位間距決定了離子鑲嵌反應過程中的同性相斥的結果，從而讓離子鑲嵌在七晶格式結構的中間空洞晶格上，且外圍環繞著六個沒有裝離子的晶格。

在本實施例中，將錳離子鑲嵌到七晶格式的石墨烯載體中，裝上錳離子的結構和其他六個沒有錳離子的晶格結合形成一個七晶錳離子結構的一個分子團。

本發明一種七晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的方法，包括以下過程：

將帶有目標離子的化合物與石墨烯層進行充分混合；

升高溫度并添加緩沖劑使目標離子從化合物中脫離；

繼續升溫，使目標離子鑲嵌到七晶格式石墨烯的空洞晶格上；

形成鑲嵌有目標離子的七晶格組合的分子團。

在本實施例中，該方法中使用的石墨烯層為小層石墨烯，具體為五層以下的石墨烯結構。

在本實施例中，該方法中使用的鑲嵌離子11為銅離子、鐵離子、金離子、銀離子、鉑離子以及稀土離子中的一種。

在本實施例中，包括以下具體過程：

將帶錳離子的化合物滲入石墨烯層內，使錳離子與石墨烯層進行充分混合；

加以能量以及正常反應，除去化合物中的其他離子，只剩下錳離子；

進一步升溫，錳離子安裝到七晶格上的空洞晶格中；

形成具有金屬錳特性的七晶格式石墨烯分子團；

將上述錳離子鑲嵌的七晶格式石墨烯制作成陽極石墨烯作為電池的正極使用。

本發明一種七晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的應用，用于將石墨烯進行功能性改造，實現多相功能性石墨烯。

依據物質電子相位的科學理論，我一切物質的自有特性表現，源于一切物質都帶有本身自有電子，而且這種電子排列形式和結構表現出特定的物質電子相位，不同物質就有不同物質的特有相位，我們應用物質特性的存在，從而發揮物質應用功能。

由于所有物質的電子相位特性而分為不同類別，同樣的物質在反應過程中都有同相相排斥的特點，因此鑲嵌離子11在石墨烯當中就必然發生一定間嵌性距離的分布，我們把這種特性叫做空洞式反應結構，而剛好這種結構性的表現載體石墨烯晶格上是七個石墨烯晶格連接的比例，這種鑲嵌離子11在石墨烯晶格上被稱為七晶格空洞式鑲嵌法。這種七晶格空洞式鑲嵌法，在原理上可以說是相位間距而形成的，這種相位間距又是鑲嵌反應上同性相斥的結果。在實驗中每裝上一粒離子在石墨烯晶格當中，外圍都會環繞著六個沒有裝離子的晶格，一個七晶格的石墨烯在同一平面上。

功能性石墨烯材料是未來必定要走的方向，是人類新型材料的開拓方向。由于我們利用了七晶架構的石墨烯載體，將離子鑲嵌入七晶架構中的中間空洞晶格，形成了七晶結構的離子包封，而離子包封中又形成了一個帶離子特性色彩的石墨烯分子團架構，讓功能性石墨烯得以實現應用。

在制造過程中，利用小層式石墨烯進行離子鑲嵌。以錳離子為例；當離子材料要裝入石墨烯的用量方法是以石墨烯七晶格的比例離子mol的方式計算法！就是利用七晶空洞分子團的計算方法，用這種運算方法就知道七晶分子mol對一個錳離子mol的比例了。材料必需是小層石墨烯，最好是五層以下的結構。不能用氧化石墨烯做鑲嵌，一定要用完整晶格的小層石墨烯。當然多層都可以，但是工序繁復費時耗能。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。