موضوع مقاله: ترکیب میان‌لایشی گرافیت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ترکیب میان‌لایشی گرافیت | مقدمه: این مواد جامدات عمیقا رنگی‌ای هستند که طیف وسیعی از خواص الکتریکی و اکسایش-کاهشی را در کاربردهای بالقوه نشان می‌دهند. | ## بخش 1: ترکیب میان‌لایشی گرافیت | تهیه و ساختار این مواد با عمل‌آوری گرافیت با یک اکسیدان قوی یا یک عامل کاهنده قوی تهیه می شوند: C + mX→CX واکنش برگشت پذیر است. در ترکیبات که اصطلاحا مرحله 1 نامیده می شوند، لایه‌های گرافیت و لایه‌های میان‌لایشی متناوب هستند و در ترکیب‌های مرحله 2 ، دو لایه گرافیتی بدون ماده مهمان در بین آنها با یک لایه میان‌لایشی جایگزین می‌شوند. ترکیب واقعی ممکن است متفاوت باشد و بنابراین این ترکیبات نمونه ای از ترکیبات غیر استوکیومتری هستند. یکی از بهترین ترکیبات میان‌لایشی گرافیت مطالعه شده، ،با ذوب پتاسیم روی پودر گرافیت تهیه می شود. این ترکیب با فرض اینکه فاصله پتاسیم تا پتاسیم دو برابر فاصله بین شش ضلعی ها در چارچوب کربن است توضیح داده می شود. گرمایش منجر به تشکیل یک سری محصولات تجزیه با حذف اتم های K می شود: از طریق واسطه ها (به رنگ آبی)، و و در نهایت ترکیب حاصل می شود . گرافیت کلسیم با غوطه ور کردن گرافیت پیرولیتیک با جهت گیری بالا در آلیاژ Li-Ca مایع به مدت 10 روز در دمای 350 سلسیوس به‌دست می آید.ساختار کریستالی از متعلق به گروه فضایی R m است. فاصله بین لایه گرافیت با درون یابی کلسیم از 3.35 به 4.524 افزایش می یابد.فاصله کربن- کربن Å از 1.42 به 1.444افزایش می یابد. جذب درجا بر روی گرافن آزاد و میان‌لایش در گرافن دولایه فلزات قلیایی ، K، Cs و Li با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کم انرژی مشاهده شد. محاسبات مکانیکی کوانتومی نشان می‌دهد که این امر از یک پدیده کاملاً کلی سرچشمه می‌گیرد: در میان فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، Na و Mg به طور کلی ضعیف‌ترین اتصال شیمیایی را به یک بستر داده شده در مقایسه با سایر عناصر موجود در همان گروه جدول تناوبی دارند. این پدیده از رقابت بین روند در انرژی یونیزاسیون و جفت یون - بستر، پایین ستون های جدول تناوبی ناشی می شود. | ## بخش 2: ترکیب میان‌لایشی گرافیت | با این حال، در مواردی که یون در یک پوسته حلال از طریق فرآیند هم‌تلاقی پیچیده می‌شود، می‌توان سدیم قابل توجهی در گرافیت ایجاد کرد. بی سولفات گرافیت، پرکلرات، هگزافلوروآرسنات: کربن های اکسید شده ترکیبات میان‌لایشی گرافیت بی سولفات و گرافیت پرکلرات را می‌توان با عمل آوری گرافیت با عوامل اکسید کننده قوی در حضور اسیدهای قوی تهیه کرد. برخلاف گرافیت‌های پتاسیم و کلسیم، لایه‌های کربن در این فرآیند اکسید می‌شوند: 48C + 0.25 O2 + 3 H2SO4 → [C24]+[HSO4]−·2H2SO4 + 0.5 H2O در پرکلرات گرافیت، لایه‌های مسطح اتم‌های کربن ۷۹۴ پیکسل از هم فاصله دارند که با یون ا از هم جدا می شوند . هر دو بی سولفات گرافیت و پرکلرات گرافیت رسانای بهتری در مقایسه با گرافیت هستند، همانطور که با استفاده از مکانیسم سوراخ مثبت پیش بینی می شود. مثالها عبارتند از (M = روی، نیکل، مس، منگنز)، (M = Al، Fe، Ga)، (M = Zr، Pt) و غیره این مواد از لایه‌هایی از لایه‌های متال هالید کلوزپک شده بین صفحات کربن تشکیل شده‌اند. یک ترکیب گرافیت مغناطیسی مرحله n دارای n لایه گرافیت است که لایه های مغناطیسی متوالی را از هم جدا می کند. با افزایش تعداد مرحله، برهمکنش بین اسپین‌ها در لایه‌های مغناطیسی متوالی ضعیف‌تر می‌شود و ممکن است رفتار مغناطیسی دوبعدی ایجاد شود. ترکیبات هالوژن و اکسید گرافیت کلر و برم به صورت برگشت پذیر در گرافیت وارد می شوند. از آنجایی که این ترکیبات به‌صورت برگشت ناپذیر تشکیل می شود، مونوفلوورید کربن اغلب به عنوان یک ترکیب درونی طبقه بندی نمی شود. این ترکیب از واکنش فلوئور گازی با کربن گرافیتی در دمایی بین 215-230 درجه سانتی گراد تهیه می شود.رنگ این ترکیب رنگی مایل به خاکستری، سفید یا زرد است. تترا کربن مونوفلوراید ( ) با فراوری گرافیت با مخلوطی از فلوئور و هیدروژن فلوراید در دمای اتاق تهیه می شود. | ## بخش 3: ترکیب میان‌لایشی گرافیت | این به عنوان یک ماده کاتدی در یک نوع باتری لیتیومی اولیه یا همان باتری غیر قابل شارژ مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص و کاربردها ترکیبات میان لایشی گرافیت به دلیل خواص مختلف الکترونیکی و الکتریکی، دانشمندان مواد را برای سال‌ها متحیر خود کرده است. ابررسانایی در میان ترکیبات ابررسانای گرافیت ، بالاترین دمای بحرانی Tc = 11.5K را نشان می دهد، که تحت اعمال فشار می تواند افزایش نیز یابد (15.1 K در 8 GPa). تصور می شود که ابررسانایی در این ترکیبات به نقش یک حالت بین لایه ای مربوط می شود، یک نوار الکترون آزاد که تقریباً بار دارد در مکانی بالاتر از سطح فرمی قرار دارد. تجزیه و تحلیل خالص با استفاده از یک نور فرابنفش با کیفیت بالا نشان داد که اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی گسیل نوری را انجام می‌دهد. باز شدن یک شکاف ابررسانا در باند π* سهم قابل توجهی را در کل قدرت جفت شدن الکترون-فونون از برهمکنش بین باند میانلایه π* نشان داد. معرف ها در سنتز شیمیایی: ماده ی برنزی رنگ یکی از قوی ترین عوامل کاهنده شناخته شده است. همچنین به عنوان یک کاتالیزور در پلیمریزاسیون و به عنوان یک معرف جفت کننده برای آریل هالیدها به بی فنیل ها استفاده شده است. در یک مطالعه، به تازگی آماده شده است با 1-iodododecane تحت فراوری و واکنش قرار گرفت که یک اصلاح (پلاکت‌های کربنی در مقیاس میکرومتری با زنجیره‌های آلکیل بلند که حلالیت را ایجاد می‌کنند) ارائه می‌کند که در کلروفرم محلول است. یک کاربرد روزمره و متداول جدید برای گرافیت پتاسیم با اختراع باتری یون پتاسیم به‌وجود آمد شد. | ## جمع‌بندی | مانند باتری لیتیوم یونی ، باتری یون پتاسیم که باید به جای آند فلزی از آند مبتنی بر کربن استفاده کند.