本發(fā)明涉及石墨烯的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體及其鑲嵌方法。

背景技術(shù)：

隨著石墨烯的制造日漸成熟并向著量產(chǎn)方面發(fā)展，然而現(xiàn)時(shí)石墨烯在應(yīng)用上都是在添加劑應(yīng)用上發(fā)展居多。實(shí)際上，石墨烯本身帶功能性的材料應(yīng)用上可說是空白，而且應(yīng)用不廣，實(shí)質(zhì)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(yīng)法生產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)又純正的石墨烯外，又繼續(xù)發(fā)展做出陽極石墨烯和陰極石墨烯。在這階段中，發(fā)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，我們將這種技術(shù)發(fā)明和手段生產(chǎn)的石墨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(fā)現(xiàn)，有效性和功能性的效益方案在于鑲嵌的離子載體上的設(shè)計(jì)和普排方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于實(shí)現(xiàn)的鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體及其鑲嵌方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體，包括十三個(gè)碳原子，十三個(gè)碳原子之間相互成鍵組合成包括三個(gè)正六邊形的三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)，其中的九個(gè)碳原子上與碳原子相結(jié)合形成兩條碳碳雙鍵，其中的另外四個(gè)碳原子上與碳原子相結(jié)合形成三條碳碳雙鍵；

三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)的構(gòu)造為三晶格處于同一平面上，且兩晶格在上另一晶格在下或一晶格在上另兩晶格在下的分子結(jié)構(gòu)，由于所有物質(zhì)的電子相位的特性，同樣的物質(zhì)在反應(yīng)過程中都有同相排斥現(xiàn)象，不同的物質(zhì)在反應(yīng)過程中有異相相吸引現(xiàn)象，利用石墨烯晶格為載體，在三個(gè)晶格內(nèi)裝入不同鑲嵌離子，相位不同的鑲嵌離子在三晶格上依次排布形成穩(wěn)定的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)。

其中，該石墨烯載體中的十三個(gè)碳原子均帶有本身自有電子，通過碳碳雙鍵相連的兩個(gè)碳原子所帶電子正負(fù)不同，三晶格式的電子排列結(jié)構(gòu)中的電子電荷表現(xiàn)確定的物質(zhì)電子相位，三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)上的相位間距決定了離子鑲嵌反應(yīng)過程中的異性相吸的結(jié)果，從而讓不同離子穩(wěn)定鑲嵌在三晶格式結(jié)構(gòu)不同晶格上。

其中，所述三晶格式的石墨烯載體堆疊成兩層或四層，具體的堆疊方式包括aa型堆疊以及ab型堆疊。

其中，aa型堆疊是指第一層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子一一對(duì)應(yīng)，形成標(biāo)準(zhǔn)式疊加結(jié)構(gòu)。

其中，ab型堆疊是指第一層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子錯(cuò)位排布，具體的第一層三晶格式載體上有六個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的六個(gè)碳原子處于相對(duì)應(yīng)位置，其他的碳原子不處于相對(duì)應(yīng)位置。

其中，鑲嵌的離子包括：金離子、銀離子、鉑離子、銅離子、鐵離子以及稀土離子。

本發(fā)明還公開了一種三晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的方法，包括以下過程：

將帶有鑲嵌離子的化合物與石墨烯層進(jìn)行充分混合；

升高溫度并添加非離子滲透劑使鑲嵌離子從化合物中脫離；

繼續(xù)升溫，使鑲嵌離子分別鑲嵌到三晶格式石墨烯的不同晶格上；

形成鑲嵌有鑲嵌離子的三晶格組合的分子團(tuán)。

其中，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(jié)構(gòu)；該方法中使用的鑲嵌離子包括銅離子、鐵離子、金離子、銀離子、鉑離子或稀土離。

其中，化合物混合的過程中，加入三種不同的鑲嵌離子化合物，且每種鑲嵌離子化合物與石墨烯層的摩爾質(zhì)量相等。

其中，包括以下具體過程：

將三種帶鑲嵌離子的化合物滲入石墨烯層內(nèi)，使不同的鑲嵌離子與石墨烯層進(jìn)行充分混合；

加以能量以及正常反應(yīng)，除去化合物中的其他離子，只剩下三種鑲嵌離子；

進(jìn)一步升溫，不同的鑲嵌離子安裝到三晶格上的不同的晶格上；

形成具有鑲嵌離子特性的三晶格式石墨烯分子團(tuán)。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體，通過特定的電子排布結(jié)構(gòu)，利用了石墨烯晶格為載體，在三晶體排列上分別裝入不同物質(zhì)，由于不同物質(zhì)的相位有不同，因此不同的鑲嵌離子可以穩(wěn)定存在于三晶體晶格上。因同性相排斥，異性相吸引原理，促使三晶格上的離子組合與石墨烯產(chǎn)生出一個(gè)穩(wěn)定的分子團(tuán)組合，從而形成一個(gè)三晶體的石墨烯分子結(jié)構(gòu)。鑲嵌三種不同金屬的石墨烯結(jié)構(gòu)具有特殊的合金特性，將這種多功能組合的石墨烯運(yùn)用到制造特種鋼材合金或生化應(yīng)用上，能夠解決很多客機(jī)上的瓶頸問題，未來應(yīng)用多相與多功能性的石墨烯必將為人類科技做出很大貢獻(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鑲嵌上離子的三晶格式石墨烯載體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明aa型堆疊式的三晶格式石墨烯載體的結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)線圓圈為上下兩層重合的碳原子；

圖3為本發(fā)明ab型堆疊式的三晶格式石墨烯載體的結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)線圓圈為上下兩層重合的碳原子，虛線圓圈為上下兩層不相對(duì)應(yīng)的碳原子。

主要元件符號(hào)說明如下：

10、碳原子11、鑲嵌離子。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

參閱圖1，本發(fā)明一種鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體，一種鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體，包括十三個(gè)碳原子，十三個(gè)碳原子之間相互成鍵組合成包括三個(gè)正六邊形的三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)，其中的九個(gè)碳原子上與碳原子相結(jié)合形成兩條碳碳雙鍵，其中的另外四個(gè)碳原子上與碳原子相結(jié)合形成三條碳碳雙鍵；

三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)的構(gòu)造為三晶格處于同一平面上，且兩晶格在上另一晶格在下或一晶格在上另兩晶格在下的分子結(jié)構(gòu)，由于所有物質(zhì)的電子相位的特性，同樣的物質(zhì)在反應(yīng)過程中都有同相排斥現(xiàn)象，不同的物質(zhì)在反應(yīng)過程中有異相相吸引現(xiàn)象，利用石墨烯晶格為載體，在三個(gè)晶格內(nèi)裝入不同鑲嵌離子，相位不同的鑲嵌離子在三晶格上依次排布形成穩(wěn)定的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的鑲嵌離子的三晶格式石墨烯載體，通過特定的電子排布結(jié)構(gòu)，利用了石墨烯晶格為載體，在三晶體排列上分別裝入不同物質(zhì)，由于不同物質(zhì)的相位有不同，因此不同的鑲嵌離子可以穩(wěn)定存在于三晶體晶格上。因同性相排斥，異性相吸引原理，促使三晶格上的離子組合與石墨烯產(chǎn)生出一個(gè)穩(wěn)定的分子團(tuán)組合，從而形成一個(gè)三晶體的石墨烯分子結(jié)構(gòu)。鑲嵌三種不同金屬的石墨烯結(jié)構(gòu)具有特殊的合金特性，將這種多功能組合的石墨烯運(yùn)用到制造特種鋼材合金或生化應(yīng)用上，能夠解決很多客機(jī)上的瓶頸問題，未來應(yīng)用多相與多功能性的石墨烯必將為人類科技做出很大貢獻(xiàn)。

在本實(shí)施例中，該石墨烯載體中的十三個(gè)碳原子均帶有本身自有電子，通過碳碳雙鍵相連的兩個(gè)碳原子所帶電子正負(fù)不同，三晶格式的電子排列結(jié)構(gòu)中的電子電荷表現(xiàn)確定的物質(zhì)電子相位，三晶格式的石墨烯結(jié)構(gòu)上的相位間距決定了離子鑲嵌反應(yīng)過程中的異性相吸的結(jié)果，從而讓不同離子穩(wěn)定鑲嵌在三晶格式結(jié)構(gòu)不同晶格上。

在本實(shí)施例中，所述三晶格式的石墨烯載體堆疊成兩層或四層，具體的堆疊方式包括aa型堆疊以及ab型堆疊。

進(jìn)一步參閱圖2，aa型堆疊是指第一層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子一一對(duì)應(yīng)，形成標(biāo)準(zhǔn)式疊加結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步參閱圖3，ab型堆疊是指第一層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的每個(gè)碳原子錯(cuò)位排布，具體的第一層三晶格式載體上有六個(gè)碳原子與第二層三晶格式載體上的六個(gè)碳原子處于相對(duì)應(yīng)位置，其他的碳原子不處于相對(duì)應(yīng)位置。

未來在aa型堆疊和ab型堆疊很有機(jī)會(huì)延伸到不同導(dǎo)電芯片的發(fā)展研究中，具體包括多種訊號(hào)和高速開關(guān)電源上的應(yīng)用，解決硅晶體目前的缺點(diǎn)，甚至未來在更精密的芯片上取代硅。

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

本發(fā)明還公開了一種三晶格式石墨烯載體鑲嵌離子的方法，包括以下過程：

將帶有鑲嵌離子的化合物與石墨烯層進(jìn)行充分混合；

升高溫度并添加非離子滲透劑使鑲嵌離子從化合物中脫離；

繼續(xù)升溫，使鑲嵌離子分別鑲嵌到三晶格式石墨烯的不同晶格上；

形成鑲嵌有鑲嵌離子的三晶格組合的分子團(tuán)。

在本實(shí)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(jié)構(gòu)；該方法中使用的鑲嵌離子包括銅離子、鐵離子、金離子、銀離子、鉑離子或稀土離。

在本實(shí)施例中，化合物混合的過程中，加入三種不同的鑲嵌離子化合物，且每種鑲嵌離子化合物與石墨烯層的摩爾質(zhì)量相等。

在本實(shí)施例中，包括以下具體過程：

將三種帶鑲嵌離子的化合物滲入石墨烯層內(nèi)，使不同的鑲嵌離子與石墨烯層進(jìn)行充分混合；

加以能量以及正常反應(yīng)，除去化合物中的其他離子，只剩下三種鑲嵌離子；

進(jìn)一步升溫，不同的鑲嵌離子安裝到三晶格上的不同的晶格上；

形成具有鑲嵌離子特性的三晶格式石墨烯分子團(tuán)。

三晶格的石墨烯以三晶格的分子團(tuán)mol去對(duì)應(yīng)一個(gè)鑲嵌離子mol。例如三晶格質(zhì)量分子克對(duì)一分子克的金屬或非金屬的離子化合物，由于三晶格是多相式組合存在，再加入其余兩個(gè)不同相位離子，組成三種不同相位離子的三晶組合石墨烯。其余兩種離子同樣各加一mol質(zhì)量的材料，一個(gè)三晶mol質(zhì)量的石墨烯，配三種不同相位物質(zhì)，每種物質(zhì)配上同樣的一mol比例架構(gòu)，進(jìn)行反應(yīng)，才能制造出三晶和三種離子鑲嵌的石墨烯分子團(tuán)，就具有特殊合金性特點(diǎn)的晶格結(jié)構(gòu)了。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。