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1、热处理制备Cr2O3-石墨插层化合物的研究第28卷增刊2007年8月材料热处理TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMlENTV_0l_28AugustSuppler2I热处理制备Cr2O3.石墨插层化合物的研究张艳1,2刘旭光,一,许并社,2(1.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西太原030024;2.太原理工大学材科学与工程学院,山西太原030024;3.太原理工大学化学化工学院,山西太原030024)摘要:以三氧化铬(CrO3)与石墨为原料,利用真空热处理方法制备了三氧化二铬(
2、Cr203)石墨的插层化合物(GICs).运用x射线衍射(XRD)分析石墨插层化合物.结果表明:经热处理后,在1400~C时CrO3与石墨形成了纯5阶的石墨的插层化合物.XRD分析表明,对网状层面结构的天然石墨,可以利用物理的方法使一些非碳反应物(原子,分子,离子,或粒子团)插入石墨层间,从而改变石墨的层面结构,使产物出现新的物理性质和化学性质.x射线光电子能谱(xPs)分析和表征了Cr离子以3价的形式存在于石墨插层化合物中.关键词:石墨;CrO3:插层化合物;热处理;XRD;XPS中图分类号:TQ127.1Studiesonprep
3、arationofCr203一graphiteintercalationcompoundsbyvacuumheattreatmentZHANGYan'.,LIUXu.guang,XUBing.she,2(1.KeyLaboratoryofInterfaceScienceandEngineeringinAdvancedMaterialsofTaiyuanUniversityofTechnology,MinistryofEducation,Taiyuan030024,China;2.CollegeofMaterialsScienceand
4、Engineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;3.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:Cr203-graphiteintercalationcompounds(GICs)werepreparedusinggraphiteandCrO3asrawmaterialsbyvaculheat-treatm
5、ent.Thestage5GICswasformedafterheattreatmentat1400*C,anditwasexaminedandcharacterizedbyX-Idiffraction(XRD).TheXRDanalysisofintercalationcompoundsindicatedthatanumberofnon—carbonreactant(atom,molecule,iorgroups)couldintercalatethelayersofgraphitewithreticulatedlayerstruc
6、turephysically.Consequentlythelayeredstructuregraphitechangedandthusnewphysicalandchemicalpropertieswereobtained.X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)suggeslthatthecompoundintercalatedintographiteshouldcontainCrmcompound.Keywords:Graphite;CrO3;IntercalationCompounds;vacuu
7、mheat-treatment;XRD;XPS石墨是碳的结晶形态,中等导电体,较软.石墨的碳原子为层状结构,在层状结构中,平面中的碳原子相互以共价键结合.在石墨中(图1),每一层上的每一个碳原子都基金项目:国家973项目(2004CB217808);国家自然科学基金项目(90306014,20471041);山西省自然科学基金(2006021020)作者简介:张艳(1974.09~),女,汉,山西昔阳,太原理工大学材料科学与工程学院讲师,从事碳功能材料及微观组织结构研究,电话:0351—6010384,Email:zych5363@1
8、26.tom同其它三个碳原子键合.在同每一个相邻的原成强共价.键之后,每一个碳原子仍剩有一个f电子,它们在弱键系统中是成对的.电子定域分布的,它构成基态石墨的价带或受激态的导带.石墨层片之间相互以较弱的范德华力结层与层之
