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利用原位拉曼光谱对石墨烯官能化的首次精确测定

材料科学 2017-05-24 v1

摘要

我们报告了首次一项综合研究,利用原位拉曼光谱结合量子力学计算,以空前精度精确监测与石墨烯的共价结合。作为模型反应,我们选择还原石墨(KC8KC_8)与H2OH_2O的氢化反应,并与相应暴露于H2H_2O2O_2的情况比较。石墨烯氢化的早期阶段伴随一系列迄今未发现的D带(D1D_1-D5D_5)的演化。利用量子力学计算,我们能够明确将这些带归属于共价结合添加剂邻近区域的独特晶格振动。有趣的是,KC8KC_8暴露于H2H_2O2O_2并未引起共价结合,而是分别发生了分子H2H_2的插层和部分氧化。结合H2OH_2OO2O_2处理导致了额外的羟基(-OH)官能团的形成。后一反应代表了环境条件下石墨烯化物分解(氢化和羟基化)的非常适合的模型。我们应用该拉曼分析模拟并满意地表征了一系列制备为块体材料、具有不同组成(例如官能化程度和共价添加剂性质)的额外共价官能化石墨烯衍生物,证明了该概念的普适性及对石墨烯化学的基础价值。

关键词

引用

@article{arxiv.1703.02498,
  title  = {The First Precise Determination of Graphene Functionalisation by in situ Raman Spectroscopy},
  author = {Philipp Vecera and Julio C. Chacón-Torres and Thomas Pichler and Stephanie Reich and Himadri R. Soni and Andreas Görling and Konstantin Edelthalhammer and Herwig Peterlik and Frank Hauke and Andreas Hirsch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.02498},
  year   = {2017}
}

备注

34 pages, 14 figures, 1 table