一种新型三维石墨烯结构的制备

        

        化学气相沉积法是近几年来发展起来的制备石墨烯的新方法。用该方法制备的石墨烯,具有面积大、质量高以及层数可控等诸多优点,但却很难用来直接合成具有三维结构的石墨烯。

        最近,Rice大学化学系 James Tour 教授及其领导的研究团队通过调节反应釜中氢气的分压,用化学气相沉积法,成功制备出了一种类似洋葱圈结构的新型三维石墨烯。不同于常见的均匀二维层状的石墨烯,这种新型石墨烯由六边形的单晶石墨烯以及位于它下方的一系列近似同心的石墨烯纳米带组成。基于第一性原理计算,研究者们进一步解释了该结构的形成机理。

        当用氩等离子体除去位于该材料表面的石墨烯单晶后,可以直接得到石墨烯纳米带。石墨烯纳米带本身具有能隙,在电子电路上有很大的潜在应用。此外,锂离子与石墨烯纳米带的结合能强于锂离子本身的结合能, 表明该材料可用于锂离子存储。

        该研究由Rice大学博士研究生闫政和刘远越具体主导。闫政和刘远越曾分别获得2012年和2011年国家优秀自费留学生奖学金。该研究成果于2013年7月2日在线发表于Journal of American Chemical SocietyDOI:10.1021/ja403915m),并被Chemistry views, Futurity, Nano Magazine, e! Science News等多个科技网站关注报道。