5月9日消息： 　　化学性质　　银是古代发现的金属之一。银在自然界中虽然也有单质存在，但绝大部分是以化合态的形式存在。 银具有很高的延展性，因此可以碾压成只有0．00003厘米厚的透明箔，1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。 银的导热性和导电性在金属中名列前茅。 银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用，但久置空气中能变黑，失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为： 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O 　　银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：　　473K　　2Ag + F2 ===== 2AgF 暗棕色　　加热　　2Ag + Cl2 ===== 2AgCl 白色　　加热　　2Ag + Br2 ===== 2AgBr 黄色　　加热　　2Ag + I2 ===== 2AgI 橙色　　银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：　　加热　　2Ag + S ==== Ag2S

锰的化学性质，锰，原子序数25，原子量54.93805。元素名来源于意大利文，原意是“镁氧矿”。1774年瑞典化学家舍勒首先确定锰是一种元素，同年他的合作者甘恩从软锰矿中获得金属锰；1856年英国的穆舍特将锰用于炼钢中，制得锰钢。锰在地壳中得含量为0.085%，锰的矿石主要有软锰矿、黑锰矿等。生物细胞中含有及微量的锰，是与生命有关的重要微量元素。天然稳定同位素只有锰55。   锰为钢灰色有光泽的硬脆性金属；熔点1244°C，沸点1962°C，密度7.2克/厘米³，有三种同素异形体。    锰的化学性质与铁相似。金属锰在空气中易被氧化；在加热时可与氟、氯、溴反应；熔融的金属锰能溶解碳；易溶于稀酸。    锰与铁形成的合金有广泛的用途；锰还参与植物光合作用的释氧过程；锰是核酸结构中的成分，能促进胆固醇的合成。元素名称：锰   元素原子量：54.94   元素类型：金属发现人：甘恩    发现年代：1774年发现过程：1774年，瑞典的甘恩，用软锰矿和木炭在坩埚中共热，发现一纽扣大的锰粒。元素描述：银白色金属，质坚而脆。密度7.20克/厘米3。熔点1244+3℃，沸点1962℃。化合价+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2（Mn2+的化合物）、+4（二氧化锰，为天然矿物）和+7（高锰酸盐，如KMnO4）为稳定的氧化态。在固态状态时它以四种同素异形体存在。电离能为7.435电子伏特。在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮，最靠近金属的氧化层是MnO，而外层是Mn3O4。在高于800℃的温度下氧化时，MnO的厚度逐渐增加，而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。能分解水，易溶于稀酸，并有氢气放出，生成二价锰离子。元素来源：重要的矿物是软锰矿、辉锰矿和褐锰矿等。可用铝热法还原软锰矿制得。元素用途：冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。元素辅助资料：锰是在地壳中广泛分布的元素之一。它的氧化物矿——软锰矿早为古代人们知悉和利用。但是，一直到18世纪的70年代以前，西方化学家们仍认为软锰矿是含锡、锌和钴等的矿物。18世纪后半叶，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。锰 (Manganese)   硫酸锰 (Manganese Sulfate)作用与应用：主要存在于垂体、肝胰脏和骨的粒线体中，为多种酶的组成部分。锰参与体内的造血过程，促进细胞内脂肪的氧化作用，可防止动脉粥样硬化。锰缺乏时可引起生长迟缓、骨质疏松和运动失常等。主要用于长期靠静脉高营养支持的患者。用法用量：口服，成人每日需要量5～10mg。儿童每日需要量0.5～1.5mg。【副作用】过量的锰会引起巴金森氏症震颤麻痹样的症状。锰，是瑞典化学家、氯气的发现者社勒于1774年从软锰矿中发现的。当时，这种软锰矿通称为“Manganese”，社勒就用这名字作为新元素的名字，即“锰”。锰是银灰色的金属，很象铁，但比铁要软一些。如果锰中含有少量的杂质——碳或硅，便变得非常坚硬，而且很脆。不过，纯净的金属锰的用途并不太广，因为它比铁还易生锈，在潮湿的空气中，没一会儿便变得灰蒙蒙的，失去了光泽——表面生成了一层氧化锰。再说，锰的熔点又比铁低，机械强度不如钢铁，而价格又比钢铁贵得多，因此人们几乎不生产金属锰，而大量生产钢铁。锰最重要的用途是制造合金——锰钢。锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶，采用新颖的网架结构，用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里，中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料，非常结实，而且用料比别的钢材省，平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人)，也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上，用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时，是把含锰达60一70％的软锡矿和铁矿一起混合治炼而成的。除了锰钢外，锰钢也是重要的锰合金，锰钢含有30％的锰，具有很好的机械强度。由84％的钢、12％的锰和4％的镍组成的“孟加臬”合金(又名锰镍铜齐)，它的电阻随温度的改变很小，被用来制造精密的电学仪器。锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中，便有大量天然的二氧化锰——软锰矿。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末，便是二氧化锰。二氧化锰能够催化油类的氧化作用，人们常在油漆中加入它，以便加速油漆干燥的速度。人们在制造玻璃时，常往里加入二氧化锰，因为它能消除玻璃的绿色，使绿色玻璃变得无色透明。锰的另一重要化合物是高锰酸钾(俗称“灰锰氧”)。高锰酸钾是紫色针状晶体。只要加入一点儿高锰酸钾，便足以使一大桶水变成紫色。高锰酸钾是很强的氧化剂，能杀菌。在公共场所的茶缸旁，常放着一桶紫色的消毒用水，人们称之为“灰锰水”，其实，这就是高锰酸钾溶液，浓度为千分之一。不过，这种水不能喝进肚里，因为它有催吐作用，在医学上用作洗胃剂和催吐剂。在分析化学上，高锰酸钾常用作氧化剂，著名的高锰酸钾法便是用它作滴定液进行化学分析的。高锰酸钾被还原后，常变成二氧化锰。“灰锰水”用完后，底下常有些黑色的渣子，那便是二氧化锰。此外，碳酸锰是重要的白色颜料，俗称“锰白”，而硫酸锰在农业上，则用作种子催芽剂或作“锰肥”——微量元素肥料。在动植物体中，锰的含量一般不超过十万分之几。但红蚂蚁体内含锰竟达万分之五，有些细菌含锰甚至达百分之几。人体中含锰为百万分之四，大部分分布在心脏、肝脏和肾脏。锰主要是影响人体的生长、血液的形成与内分泌功能。在大自然中，锰是分布很广的元素之一，约占地壳总原子数的万分之三。最重要的锰矿是软锰矿和硬锰矿。虽然海水中含锰量很少，但在海洋深处的淤泥中，含锰却达千分之三。有人预言，在不久的将来，人们将从海底开采锰矿!更多关于锰的化学性质的信息和资讯，请继续关注本站锰频道！

砷的化学性质首要取决于其氧化状况，即三价砷和五价砷。    1.三价砷As3+，其固态物料常见以As2O3方式存在，液体中则以砷化物——亚的阳离子存在。结晶盐常见、亚银和亚铜等。亚的解离如下：    2.五价砷As5+，见以As2O5方式存在。五价被结晶为三元酸，用2AsO4H3 •H2O分子式表明。    在溶液中的解离平衡：            砷由磷的电子结构及原子半径相类似，因此这两种元素的化学性质亦十分类似，尤以五价正酸的酸度简直相同，因此可利用这些性质来改进从水中除砷的功率。自然界的砷矿藏首要有硫砷铜矿（Cu3AsS4）、三硫化二砷或称雌黄（As2S3）、砷钴矿（Co AsS2）、砷黄铁矿或称毒砂（FeAsS）等，这些矿藏的pH值呈中性，微溶于水，当经过化学处理收回有用共生元素金时，将转为易溶的砷化合物。如对硫化矿收回金的工艺过程中，矿石进行酸化焙烧，砷则变为细粉末状的亚砷氧化物，经过气相和焙烧矿化而溶解于液相需进行处理，不然对环境形成污染。

作为一名有色金属锌的投资者,如果您对锌的化学性质不够了解的话,可能会对您的投资造成一定的影响.锌的化学性质有哪些呢?锌是活性金属，在室温下，锌在干燥的空气中不起变化，但在潮湿的空气中锌表面生成致密的碱式碳酸盐[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜，它可阻止锌的继续氧化。锌加热至225℃后氧化激烈，燃烧时呈绿色火焰。在一定温度下锌与氟、氯、溴、硫作用各生成相应的化合物。锌属负电性金属，易溶于盐酸、稀硫酸和碱性溶液中，也易从溶液中置换某些金属，如金、银、铜、镉等。锌的主要化合物为硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnS04)和氯化锌(ZnCl2)。锌的标准电极电位为-0.763伏，锌的电化当量为1.220克／(安培·小时)目前市场反馈的氧化锌正是利用了锌的化学性质而生产出来的产品,因此了解了锌的化学性质,才能让您驰骋市场!

镍的化学性质主要是在大气中不易生锈，能抵抗苛性碱的腐蚀。在空气中或氧气中镍表面形成NiO薄膜，可防止进一步氧化。细粉末状的金属镍加热是可以吸收相当量的氢气。加热时镍能与氧、硫、氯、溴等非金属剧烈反应，生成相应的化合物。化合物主要有氧化镍、硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、草酸镍等。镍最重要的一个性质是在常压和60℃温度下，直接与CO生成羰基镍，后者为无色易挥发液体，羰基镍生成反应是可逆的，180℃高温下羰基镍又可分解为CO和镍。镍在地壳中含量约为0.021%，是一种稀有金属，它是元素周期表第8副族磁金属之一，原子序数28，原子量58.71。镍的化学性质还表现在有较好的抗化学腐蚀能力，在常温下，镍表面覆盖着保护性氧化膜，可以抗空气、水和某些盐溶液的作用，能耐苛性钠腐蚀。与铁相似，镍在浓硝酸里呈现“钝态”。但镍在碱性溶液中的稳定性比铁高。镍易溶于稀的无机酸中，并放出氢气。它能被氨水溶解，硫酸和盐酸缓慢溶解镍，溶解速度与酸的浓度和温度有关，硝酸能很快溶解镍。镍是较正电性金属，标准电极电位-0.25V，电化学当量1.096，镍是一种活性极高的金属催化剂，常用于有机合成。 

    铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3%左右。金属铜，元素符号CU，原子量63.54,比重8.92，熔点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色，打磨光亮后会呈现出明亮的金属光泽，铜不具有磁性，其强度、硬度中等，抗磨蚀性极佳。铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。 铜的性质包括铜的物理性质和铜的化学性质。　　一、铜的化学性质　　铜原子容易失去一个电子形成亚铜离子(Cu+)或失去两个电子形成铜离子(Cu2+)，故铜形成化合物是以呈现一价或二价的氧化状态进行，但由正二价氧化状态形成的化合物比由正一价氧化状态形成的化合物稳定。　　铜原子的晶体结构为面心立方(FCC)，每一个铜原子周围都有12个想邻的铜原子以等距离周期性地围绕，这种结晶构造是自然界结晶构造中对称性最高的一种。一个铜原子的实际直径为2.5A，即2.5乘以10的-10次方m。      铜是不太活泼的重金属元素。在常温下不与干燥空气中的氧反应。但加热时能与氧化合成黑色的氧化铜CuO；继续在很高的温度下燃烧就红色的氧化亚铜Cu2O，Cu2O有毒，广泛应用于船底漆，防止寄生的动植物在船底生长。在潮湿的空气里，铜的表面慢慢生成一层绿色的铜锈，其成分主要是碱式碳酸铜；在电位顺序中，铜在氢之后，所以铜不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气。但在空气中铜可以缓慢溶解于稀酸中生成铜盐；铜容易被硝酸或热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解： 常温下铜就能与卤素直接化合，加热时铜能与硫直接化合生成CuS。此外，铜还能与三氯化铁作用。在无线电工业上，常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，以制造印刷线路。    二、铜的物理性质包括导电性、导热性以及耐蚀性    1、铜的导电性　　铜最重要的特性之一便是其具有极佳的导电性，其电导率为58m/(Ω。mm的平方)。这一特性使得铜大量应用于电子、电气、电信和电子行业。铜的这种高导电性与取原子结构有关：当多个单独存在的铜原子结合成铜块时，其价电子将不再局限于铜原子之中，因而可以在全部的固态铜中自由移动，其导电性仅次于银。铜的导电性国际标准为：一长1m重1g的铜在20℃时的导电量公认为100%。现在的铜炼技术已经可以生产出同品级铜的导电量比这个国际标准高出4%~5%。　　2、铜的导热性　　固体铜中喊有自由电子所产生的另一重要效应就是其拥有极高的导热性，其热导性为386W/(m.k)，导热性仅次于银。加之铜比金、银储量更丰富，价格更便宜，因此被制成电线电缆、接插件端子、汇流[排、引线框架等各种产品，广泛用于电子电气、电讯和电子行业。铜还有各种换热设备如热交换器、冷凝器、散热器的关键材料，被广泛应用于电站辅机、空调、制冷、汽车水箱、太阳能集热器栅板、海水淡化以及医药、化工、冶金等各种换热场合。　　3、铜的耐蚀性　　铜具有良好的耐蚀性能，优于普通钢材，在碱性气氛中优于铝。铜的电位序中是+0.34V，比氢高，是以电位较正的金属。铜在淡水中的腐蚀速度也很低(约0.05mm/a)。并且铜管用于运送自来水时，管壁不沉积矿物质，这点是铁制水管所远不能及的。正因为这一特性，高级卫浴给水装置中大量使用铜制水管、龙头及有关设备。铜极耐大气腐蚀，其在表面可形成一层主要有碱式硫酸铜组成的保护薄膜，即铜绿，其化学成分为CuS04*Cu(OH)2及CuSO4*3Cu(OH)2。因此铜材被用于建筑屋屋面板、雨水管、上下管道、管件;化工和医药容器、反应釜、纸浆滤网;舰船设备、螺旋桨、生活和消防管网;冲制种类硬币(耐腐蚀性)、装饰、奖牌、奖杯、雕塑和工艺品(耐蚀性色泽典雅)等。    您可以登陆上海有色网查询更多有关铜的化学性质的信息和资讯。 

1.金的化学性质     金的化学性质安稳，具有很强的抗腐蚀性，从常温到高温一般均不氧化。金不溶于一般的酸和碱，但可溶于某些混酸，如。金也可溶于碱金属，，酸性的溶液，溶液，欢腾的溶液，有氧存在的钾、钠、钙、镁的硫代硫酸盐溶液等。碱金属的硫化物会腐蚀金，生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些细菌的代谢物也能溶解微量金。    金的首要化学性质数据见下表。金的化学数据原子序数79元素周期表中方位第六周期，榜首副族原子量196.9665安稳同位素Au 197外层电子结构5d 10 68 1离子半径0.137nm原子半径0.144nm电离势9.19eV    金的电离势高，难以失掉外层电子成正离子，也不易承受电子成阴离子，其化学性质安稳，与其他元素的亲和力弱小，因而，在自然界多呈元素状况存在。    2.金的地球化学性质    金具有亲硫性，常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等亲近共生;易与亲硫的银、铜等元素构成金属互化物。    金具有亲铁性，陨铁中含金（1150×10-12）比一般岩石高3个数量级，金常常与亲铁的铂族元素构成金属互化物。    金还具有亲铜性，它在元素周期表中，占有着亲铜和亲铁元素之间的边际方位，与铜、银归于同一副族，但在复原地质环境下，金的地球化学行为与相邻元素类似，体现了更强的亲铁性，铜、银多富集于硫化物相内；而金铂多集中于金属相。金在地球中丰度值为0.8×10－6，地核为2.6×10－6，地幔为0.005×10－6，地壳为0.004×10－6。金在地壳中的丰度只要铁的1/1千万，银的1/21。地壳中各类岩石含金都很低(下表)。 金在各类岩石中的丰度（×10－12）岩类岩浆岩金丰度沿积岩金丰度变质岩金丰度深成岩酸性花岗岩花岗闪长岩长英岩1.73.04.2砂岩 页岩 碳酸盐岩 深海堆积3.0 2.5 2.0 3.4泥质板岩及板岩角页岩片岩片麻岩石英岩碳酸岩1.08.5 2.23.54.91.5中性基性超基性3.24.86.6火山岩浅成岩酸性、基性及中性1.53.6     地球上99％以上的金进入地核。金的这种散布是地球长时间演化过程中构成的。地球开展前期阶段构成的地壳其金的丰度较高，因而，大体上能代表前期残存地壳组成的邃古宙绿岩带，尤其是镁铁质和超镁铁质火山岩组合，金丰度值高于地壳各类岩石，或许成为金矿床的最早的“矿源层”。    综上所述，金在地壳中丰度值原本就很低，又具有亲硫性、亲铜性，亲铁性,高熔点等性质,要构成工业矿床,金要富集上千倍,要构成大矿、富矿，金则要富集几千、几万倍，乃至更高，可见其规划巨大的金矿一般要阅历适当长的地质时期，经过多种来历，屡次成矿作用叠加才或许构成。

锡的化学性质是锡表现形式的一种，我们来看一下。在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定，加热下氧化反应加快；锡与卤素加热下反应生成四卤化锡；也能与硫反应；锡对水稳定，能缓慢溶于稀酸，较快溶于浓酸中；锡能溶于强碱性溶液；在氯化铁、氯化锌等盐类的酸性溶液中会被腐蚀。 锡和不具有强氧化性的常见无机酸能发生置换反应，放出氢气。锡与无机酸的作用很缓漫，与有机酸几乎不发生作用。但是水中和蔬菜中的有机酸与锡能发生化学反应，生成一种毒性极大的锡甲烷，可损害中枢神经。锡的化学性质是十分稳定的。它与水不会发生化学反应，即使让它长期与潮湿空气接触，也只会在它的表面逐渐形成一层密密的氧化物薄膜，这层薄膜能防止锡的继续氧化。锡在加热下与氧发生反应，生成二氧化锡。在高温下，锡与氯作用，生成四氯化锡（气体），与硫作用，生成硫化锡。锡不与水作用，与盐酸、硫酸、稀硝酸反应，生成氯化亚锡、硫化亚锡和硝酸亚锡，与浓硝酸作用，生成二氧化锡，与浓氢氧化钠溶液反应，生成亚锡酸钠。锡的化学性质的更多信息你可以在上海有色网中找到。

铝的化学性质是让铝成为主要工业生产原料的一大原因之一。铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应；高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，即易溶于强碱，也能溶于稀酸。在常温下，铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化，不与它们反应，所以浓硝酸是用铝罐（可维持约180小时）运输的。 纯铝较软，在300℃左右失去抗张强度。经处理过的铝合金，质轻而较坚韧。铝的抗腐蚀性（特别是氧化，因为其氧化物氧化铝反而增加了铝的抗腐抗热性）优异，外观质感佳，价格适中，是电脑机壳的上选材料。 近五十年来，铝已成为世界上最为广泛应用的金属之一。除上所述，在建筑业上，由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到很大应用；在航空及国防军工部门也大量使用铝合金材料；在电力输送上则常用高强度钢线补强的铝缆；集装箱运输、日常用品、家用电器、机械设备等都需要大量的铝。铝的化学性质决定着铝在上述行业的广泛使用！

铅有多种多样的化学性质。下面主要列举了9种铅的化学性质供您参考：1、铅有比较好的抗酸的特性,主要是它的一些盐类不太易溶于水如铅对如下的酸的反应就是由此而被抑制.铅和HF,由于PbF2不溶解于水,所以在铅表面形成PbF2的保护膜,抑制了反应,所以有些要利用HF而不能用玻璃仪器的就用所谓铅皿,如中学教材提到的用HF腐蚀玻璃的实验等就提到了用铅皿,同样盐酸等酸也若是,所以铅板可以用于化工的防酸的衬板,过去也用于自来水的水管的内衬层,特别是一些硬水地区,若天然水含有硫酸根的,也硫酸铅难溶解于水.使+2价的铅离子和硫酸根以盐的形式覆盖于管道内壁上,有较高的耐用性,不易腐蚀。2、铅可以溶解于热的盐酸和热的硫酸,Pb +3HCl =HPbCl3 + H2 .Pb +3H2SO4 =Pb(HSO4)2 +SO2 +2H2O.(是浓硫酸).3、在有氧气存在时,铅可以溶解于醋酸,因为醋酸铅可以溶解于水,它有甜为，所以醋酸铅又叫铅糖,这样在农村,人们用锡壶盛酒,并加热着喝,久之就有铅中毒现象,因为锡壶含铅,同样的就是瓷器和搪瓷制品的红色的釉层就是铅颜料.它们在酸性条件溶解出铅离子,特别是含醋的时候.要知道我国的民众有饮醋的习惯,过去的酒往往就有微酸性.4、铅可以溶解于硝酸,是因为硝酸铅是可以溶解的,生成物都是2价的硝酸铅,5、铅的化合价有+2,+4价,按,铅所在的元素周期表的位置,它的+2价是稳定的而+4价的化合物因此都具有比较强的氧化性,如PbO2 +4HCl +PbCl2 +Cl2 +2H2O.6、PbO2在加热时会分解产生O2,所以它是生氧剂,与一些可燃物一起摩擦,可以产生火,应用于火柴的制造和野外生火用.7、在卤化物里,+4价的稳定的只有PbF4,PbCl4是一种黄色的液体,极易水解,并产生HCl,在空气里也发烟.加热到100多度就爆炸性分解,而其他的基本不稳定存在,因为+4价的铅的氧化性太强,可以将I-和Bb-离子氧化,所以PbI4可以认为是不存在的,但PbBr4似乎有特殊的用途,就是用于汽油的抗爆作用,汽油里面加有四乙基铅和二溴代乙烷,它们在参与燃烧的过程中,将铅以PbBr4的形式随废气挥发出来,但对空气产生污染,这就是在解决了汽油正常燃烧时而产生的对空气的负面影响,8、铅离子的毒性就是2价铅和蛋白质分子里的半胱氨酸的巯基生作用,使蛋白质发生变性而失去生理活性.破坏了细胞的正常化学反应.铅的冶炼有多中方法,现在只提一个 ：PS +Fe =Pb +FeS .9、古代有用木炭还原的,由于铅有一定的挥发性,在炉子的上面产生铅蒸汽,并和空气作用,生成兰色的袅袅的烟. 除此之外铅还有一些不常用的化学性质，如果想要了解更多有关铅的化学性质资料和信息您可以登录上海有色网进行查看。

钴是具有光泽的钢灰色金属，熔点1493℃、比重8.9,比较硬而脆，钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为2价和3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。

(mercury，Hg)，又称，在常温下仅有以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/厘米3。银白色液体金属。内聚力很强，在空气中安稳。蒸气有剧毒。溶于硝酸和热浓硫酸，但与稀硫酸、、碱都不起作用。能溶解许多金属。化合价为+1和+2。的七种同位素的混合物。具有激烈的亲硫性和亲铜性，即在常态下，很容易与硫和铜的单质化兼并生成安稳化合物，因此在实验室一般会用硫单质去处理撒漏的。在各种金属中，很易蒸腾到空气中引起损害，由于:榜首、在0℃时已蒸腾，气温愈高，蒸腾愈快愈多;每添加10℃蒸腾速度约添加1.2～1.5倍，空气活动时蒸腾更多。第二、不溶于水，可通过表面的水封层蒸腾到空气中。第三、粘度小而活动性大，很易碎成小珠，无孔不入地留存于工作台、地上等处的缝隙中，既难铲除，又使表面面积添加而许多蒸腾，构成二次污染源。第四、地上、工作台、墙面十天花板等的表面都吸附蒸气，有时，作业车间移作它用，仍残留有损害的问题。工人穿着及皮肤上的污染可带到家庭中引起损害。有关金属的出产许多，例如矿的挖掘与的冶炼，特别是土法火式炼，空气、土壤、水质都有污染;制作。校验和修理温度计、血压计。流量仪、液面计、操控仪、气压表、整流器等，特别用热法出产损害更大;制作荧光灯、紫外光灯、电影放映灯、X线球管等;化学工业中作为出产化合物的质料，或作为催化剂如食盐电解用阴极制作、烧碱等;以齐方法提取金银等贵金属以及镀金、馏金等;口腔科以银齐添补龋齿;钚反应堆的冷却剂，等等。的无机化合物如(Hg(NO3)2)、(HgCl2)、甘(HgCl)、(HgBr2)、(HgAsO4)、硫化(HgS)、硫酸(HgSO4)、(HgO)、(Hg(CN)2)等，用于化合物的组成，或作为催化剂、颜料、涂料等;有的还作为药物，口服、过量吸入其粉尘及皮肤涂布时均可引起中毒。此外，(Hg(CNO)2?1/2H2O)用于制作等。

 纯铜的化学性质纯铜是一种坚韧、柔软、赋有延展性的紫红色而有光泽的金属，又被称为紫铜。1克的铜能够拉成3000米长的细丝，或压成10多平方米简直通明的铜箔。纯铜的导电性和导热性很高，仅次于银，但铜比银要廉价得多。铜的色彩很像金，但发红，铜离子的色彩为蓝色。有剧毒，不过，用特定制作法制作的铜没有毒。銅在乾燥空氣中安靖，可坚持金屬光澤。但在潮溼空氣中，表面會生成一層銅绿（碱式碳酸铜，分子式：Cu2(OH)2CO3），保護內層的銅不再被氧化。反响方程式：铜简单被卤素、互卤化物、硫、硒腐蚀，硫化橡胶能够使铜变黑。铜在室温下不好反响，但在硝基、、或存在时，则生成硝酸铜： Cu+2N2O4→Cu(NO3)2+2NO.

铅现已见证咱们人类好久的前史了，人们早在几千年前便已知道铅了。我国在殷代末年纣王时便已会炼铅。古代的罗马人喜爱用铅作水管，而古代的荷兰人，则爱用它作房顶。一，铅的物理性质铅是银白色的金属(与锡比较，铅略带一点浅蓝色)，非常柔软，用指甲便能在它的表面划出痕迹。用铅在纸上一划，会留下一条黑道道。在古代，人们曾用铅作笔。“铅笔”这姓名，就是从这儿来的。铅很重，一立方米的铅重达11.3吨，古代欧洲的炼金家们便用旋转缓慢的土星来表明它，写作“h”。铅球那么沉，就是用铅做的。的弹头也常灌有铅，由于假如太轻，在行进时受风力影响会改变方向。铅的熔点也很低，为327℃，放在煤球炉里，也会熔化成铅水。二，铅的化学性质铅很简单生锈——氧化。铅经常是呈灰色的，就是由于它在空气中，很易被空气中的氧气氧化成灰黑色的氧化铅，使它的银白色的光泽逐渐变得暗淡无光。不过，这层氧化铅构成一层细密的薄膜，避免内部的铅进一步被氧化。也正由于这样，再加上铅的化学性质又比较稳定，因而铅不易被腐蚀。在化工厂里，常用铅来制作管道和反应罐。闻名的制作硫酸的铅室法，就是由于在铅制的反应器中进行化学反应而得名的。由它的物理性质和化学性质咱们能够知道其用处的广泛，咱们应该在安全运用铅的一起，好好利用它。

粉末状锗呈暗蓝色，结晶状锗为银白色脆金属。密度5.35克/厘米3。熔点937.4℃。沸点2830℃。化合价+2和+4。榜首电离能7.899电子伏特。是一种稀有金属，重要的半导体材料。不溶于水、、稀苛性碱溶液。溶于、浓硝酸或硫酸、熔融的碱、过氧化碱、硝酸盐或碳酸盐。在空气中不被氧化。其细粉可在氯或中焚烧。具有半导体性质。对固体物理和固体电子学的开展超越重要效果。锗可划归稀散金属，锗化学性质安稳，常温下不与空气或水蒸汽效果，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。与、稀硫酸不起效果。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、中，锗易溶解。碱溶液与锗的效果很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗敏捷溶解。锗与碳不起效果，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。锗有着杰出的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。锗的开展仍具有很大的潜力。现代工业生产的锗，首要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。

金是一种贵金属，是最早被人们发现和开发利用的金属之一，至今已有六千多年。它是制造首饰和钱银的重要质料，故以“金属之王”著称。跟着科学技术的开展，金的用处越来越广，消耗量越来越大，是重要的战备物资之一，这具有杰出的物理机械功能和很高的化学安稳性。    金是化学元素周期表中榜首族元素，原子序数为79，原子量为197。金的比重很大，但比铂轻。金的密度为19.32克/厘米3，例如直径为46毫米的纯金球，其重就有1公斤。密度比较大的金属按密度（克/厘米3）摆放是：铂21.15、金19.32、13.6、铅11.4、银10.5。    纯金的顔色为金黄色，它随杂质的含量改动而改动；银与铂能使金的顔色变淡；铜能使金的顔色变深；胶体状的金依据其涣散程度的不同闪现不同的顔色。    金是一种很软的金属，其硬度是2～3.7，仅次于铝和锡，用指甲可在纯金表面上划出条痕。这种性质可使其易如工成装饰品和钱银，但又易磨损，使其失掉原有外观形状和光泽，乃至构成失重，所以在制造首饰和钱银时，必定要添加必定数量的银和铜，以添加硬度战胜上述缺点。    金的延展性很好，高于一般金属。1克纯金可拉成3.420多米长的细丝，可压成厚度为0.23×10-8毫米的金箔。纯金中若混入少数杂质同，其机械功能就有显着改动。当纯金中混入0.01%的铅时，变脆，延展性和可锻性大大下降。    金的蒸发性很小，在1000～1300℃时，熔融金的蒸发量很小，但其蒸发量随温度的升高而添加。    金的熔点为1064.43℃（1968年国际实用温标）。假如将金加热挨近熔点，它就能够象铁相同熔接，金粒能够熔结成金块；在较低的温度下有必要加压方能熔结成块。    金具有杰出的导电导热功能。金的导电率仅次于银和铜，在金属中居第三位。金的导热率为银的74%。    金的化学性质十分安稳。金在代温或高温时都不会被氧直接氧化。在常温下，金与独自的无机酸（如、硝酸、硫酸）不起作用，但（三份和一份硝酸）以及溶液都能很好地溶解金。    金不只能与其它贵金属组成合金，并且还能与许多其他金属组成合金或化合物，也能在这些金属中富集。常见的合金有：金银合金、金铜合金、金银铜合金和金合金等。金与许多其他金属构成合金的原因在于金的原子半径与这些金属的原子半径十分挨近。    金常以天然金的形状存在。含有银和铜杂质的天然金与这些金属的合金有实质的不同，合金是这些金属溶化后又凝结成的产品，具有均质结构；天然金则是从水溶液中分出的。    在天然金的表面常有一层铁的氧化物或细粒脉石构成的薄膜，称为包裹层，这时金的表面顔色或许呈褐色、深褐色，乃至是黑色。这处包裹层一方面影响对金的视别，另一方面也増加了对其收回的困难。

一、稀土元素的赋存状况及矿藏的分类     稀土元素在地壳中的赋存状况有以下三种：（1）参与矿藏晶格，构成矿藏不行短少的成份，构成独立的矿藏（如独居石、氟碳铈矿），这是稀土元素在地壳中赋存的首要形状；（2）以类质同象置换（钙、、、锰等）的形状涣散于造岩矿藏和其他稀有矿藏之中，这是非必须的赋存形状；（3）呈离子形状吸附在其他矿藏表面或颗粒之间，这是比较罕见的一种赋存形状。     依据稀土矿藏的化学成分，可将已发现的稀土矿藏分为九类，各类典型的稀土矿藏列于表1。 表1  稀土矿藏分类表类别首要矿藏氟化物钇萤石、氟钙钠钇石、氟铈矿等碳酸盐，氟碳酸盐氟碳铈矿、黄河矿、碳酸铈矿等磷酸盐独居石、磷钇矿硅酸盐硅铍钇矿、钪钇石氧化物褐钇铌矿、易解石、黑稀金矿盐砷钇矿盐水铈钙硼石硫酸盐水氟钙钇矾矾酸盐钇矿     二、首要工业矿藏及其物理、化学性质     现在，世界上已发现的含有稀土的矿藏大约有250种以上，有研宄和利用价值的稀土矿藏大约有50～60种，具有工业挖掘和实用价值的稀土矿藏不过10几种，其重要的稀土矿藏的物理、化学性质列于表2。 表2  稀土矿藏的物理、化学性质矿藏称号化学性质分子式REO%可溶性氟碳铈矿CeCO3F74.77溶于HCl独居石CePO467.76H2SO4、HCl、H3PO4微溶于NaOH磷钇矿YPO463.23溶于H2SO4、H3PO4微溶于NaOH氟碳钙铈矿Ce2Ca（CO3）3F260.30溶于HCl、H2SO4、HNO3硅铍钇矿Y2FeBe（SiO4）2O251.51溶于HCl、微溶于NaOH易解石（CeThY）（TiNb）2O629.36溶于H2SO4、H3PO4易溶于HF、 H2SO4＋（NH4）2SO4铈铌钙钛矿（NaCeCa）（TiNb）O328.71不溶于HCl、H2SO4、HNO3溶于HF复稀金矿Y（TiNB）2（O·OH）429.28～33.43溶于H2SO4、H3PO4、HF黑稀金矿Y（TiNbTi）2（O·OH）620.82～29.93溶于HF、H2SO4、H3PO4褐钇铌矿YNbO439.94溶于H2SO4，HNO3 （续表2）矿藏称号物理性质密度g∕cm2硬度比磁化系数×10－6cm3∕g介电常数晶形2氟碳铈矿4.72～5.124～5.212.59～10.195.65～6.96三方晶系独居石4.83～5.425～5.512.75～10.584.45～6.69单斜晶系磷钇矿4.4～4.84～531.28～26.078.1正方晶系氟碳钙铈矿4.2～4.54.2～4.614.37～11.56三方晶系硅铍钇矿4.0～4.656.5～762.5～49.38单斜晶系易解石5～6.44.5～6.518.04～12.924.4～4.8斜方晶系铈铌钙钛矿4.58～4.895.8～6.36.54～5.235.56～7.8等轴晶系复稀金矿4.28～5.054.5～5.521.05～18.00斜方晶系黑稀金矿4.2～5.875.5～6.527.38～18.413.7～5.29斜方晶系褐钇铌矿4.89～5.825.5～6.529.2～21.164.5～16四方晶系

硫酸铜晶体中每一组铜离子、硫酸根离子与结晶水分子的个数是1：10，呈蓝色，在加热的条件下，结晶水可悉数失掉，硫酸铜晶体变成白色。化学式CuSO4，白色粉末，相对密度为3.603，25℃时水中溶解度为23.05g，不溶于乙醇和，易溶于水，水溶液呈蓝色，是强酸弱碱盐，因为水解溶液呈弱酸性。将硫酸铜溶液浓缩结晶，可得到五水硫酸铜蓝色晶体，俗称胆矾、铜矾或蓝矾，相对密度为2.284。胆矾在常温常压下很安稳，不潮解，在枯燥空气中会逐步风化，加热至45℃时失掉二分子结晶水，110℃时失掉四分子结晶水，150℃时失掉悉数结晶水而成无水物。无水物也易吸水转变为胆矾。常使用这一特性来查验某些液态有机物中是否含有微量水分。将胆矾加热至650℃高温，可分解为黑色氧化铜、二氧化硫及氧气。硫酸铜是较重要的铜盐之一，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。无机农药波尔多液就是硫酸铜和石灰乳混合液，它是一种杰出的灭菌剂，可用来防治多种作物的病害。1878年在法国波尔多城，葡萄树发作虫病大部分死去，而大道两头的树，怕行人摘吃，在树干上涂了生石灰与硫酸铜溶液，树干弄得斑白，行人看了难过不敢摘吃，这些树却没有死，进一步研讨才知此混合液具有灭菌才能，因此名为波尔多液。制造波尔多液，硫酸铜和生石灰（最好是块状新鲜石灰）份额一般是1∶1或1∶2不等，水的用量亦由不同作物、不必病害以及时节气温等因从来决议。制造时最好用“两液法”，即先将硫酸铜和生石灰别离跟所需半量水混合，然后一起倾入另一容器中，不断拌和，便得天蓝色的胶状液。波尔多液要现配现用，因放置过久，胶状粒子会逐步变大下沉而下降药效。硫酸铜也常用来制备其他铜的化合物和电解精炼铜时的电解液。五水硫酸铜可由铜或氧化铜与硫酸作用后，浓缩结晶而制得。在实验室中可用浓硫酸氧化金属铜来制取无水硫酸铜。

一、白银的理化性质    银Ag在地壳中的含量很少，仅占1×10-5%，在天然界中有单质的天然银存在，但首要以化合物状况产出。    纯银为银白色，熔点960.8℃，沸点2210℃，密度10.49克/厘米3。银是面心立方晶格，塑性杰出，延展性仅次于金，但当其间含有少数砷As、锑Sb、铋Bi时，就变得很脆。    银的化学稳定性较好，在常温下不氧化。但在一切贵金属中，银的化学性质最生动，它能溶于硝酸生成；易溶于热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸；在和“”中表面生成氯化银薄膜；与硫化物触摸时，会生成黑色硫化银。此外，银能与任何份额的金或铜构成合金，与铜、锌共熔时极易构成合金，与触摸可生成银齐。    二、白银的用处    白银在许多年前就现已根本丧失了钱银功能，而仅是一种工业金属，首要用于工业、拍摄以及首饰和银制品三个方面。在90年代套期买卖仅在需求方呈现过两次，并且数量都不大。制造业需求量根本上就等于了悉数的商场需求量，其间70%的需求都是来自工业和相片方面的用处。仅有还保存有钱银年代痕迹的是银币，1998年银币只占总需求的3%，剩余的就是首饰和银器需求。欧盟、美国、日本和印度是世界上用银量最大的区域，而在欧盟中意大利的消费量又是最大的。    白银的特性首要表现在它的强度、延展性、导热性和导电性，以及它对光反射的灵敏性，虽然白银被视为一种贵金属，但其根本的作用是用于催化剂和相片。而它集多种长处于一身的特性决议了在其绝大多数的使用中，很难找到其它的替代品，特别是在那些可靠性、精确性和安全性名列前茅的高科技范畴。

镍是元素周期表中第Ⅷ族的元素，其在元素周期表中的方位决议了镍及其化合物的一系列物理化学特性，镍的许多物理化学性质与危钴、铁相似;因为在元素周期表中与铜毗连，因而在亲氧和亲硫性方面又较挨近铜。    （一）镍的首要物理化学性质    镍是一种银白色的金属，在20℃时的密度为8.908g.cm-3，熔点(1453℃)时液体镍的密度为7.9g·cm-3, 1500℃为7.76g·cm-3，其他镍产品的密度（g.cm-3）分别为：铸镍8.8，电镍8.9，镍丸8.4，化学纯细密镍9.04±0.03。    在20℃时镍的比电阻为6.9×10-6Ω/cm. 镍基合金尽管广泛用于热元件，但因为易氧化的原因纯镍实际上无此用处。热电性与铁、铜、银、金属不同，较铂为负，所以在冷端的电流由铂流向镍，因而，以镍作为热电元件时可发生高的电钢产动势。室温下工业用镍最大饱满极化强度为0.61T，最低矫顽力为1.5A/cm，是许多磁性物料（由高导磁率的软磁合金至高矫顽磁性，它断定了镍磁性器材作业的上限温度。    单位体积的镍能吸收4.15倍体积的。    镍的原子序数28，原子量58.71，熔点（1453±1）℃，沸点2732℃。镍在大气中不易生锈，能反抗苛性碱的腐留尼旺岛蚀。大气试验结果表明，99%纯度的镍在20年内不生锈痕，不管在水溶液或溶盐内镍反抗苛性碱的才能都很强;欢腾的50%苛性钠溶液中每年的蚀速度不超越25µm，关于盐类溶液，只简单遭到氧化性盐类（如氧化高铁或次氧酸铁盐）的腐蚀。在空气或氧气中，镍的电极位为-0.227V，25℃时为-0.231V，若溶液中有少数杂质，尤其是有硫存在时，镍即明显钝化。    （二）镍的首要化合物及其性质    镍的化合物在自然界里有三种根本形状,即镍的氧化物、硫化物和砷化物。它的氧化物有氧化亚镍(NiO)、四氧化三镍（Ni2O3）。三氧化二镍仅在低温时安稳，加热至400—450℃，即离解为四氧化三镍，进一步进步温度终究变成氧化亚镍。镍可构成多种盐类，但与钴不同，只生成两价镍盐，因而，不安稳的三氧化二镍常作为较负电性金属（如C0、Fe）的氧化剂，用于镍电解液净化除C0。氧化亚镍的熔点为1650-1660℃，很简单被C或CO复原。氧化亚镍与CoO、FeO相同，可形面NiO·SiO2的2NiO·Si2两类硅酸盐化合物，但NiO·SiO2不安稳。氧化亚镍具有触媒效果，可使SO2转变为SO3，而SO3与NiO又能够构成安稳的硫酸盐，并较铜、铁的硫酸盐安稳，加热到750-800℃才明显离解。氧化亚镍能溶于硫酸、、和硝酸等溶液中构成绿色的两价镍盐。当与石灰乳以生反应时，即构成绿色的氢氧化镍[Ni(OH)2]沉定。    镍的硫化物有NiS2、Ni6S5、Ni3S2、NiS等。硫化亚镍（NiS）在高温下不安稳，在中性和复原气氛下受热时按下式离解：                                   3NiS=Ni3S2+1/2S2在冶炼温度下，低硫化镍（Ni3S2）是安稳的，其离解压比FeS小，但比Cu2S大。    镍的砷化物有砷化镍（NiAs）和二砷化三镍（Ni3As2）。前者在自然界中为红砷镍矿，在中性气氧中可按下式离解：                                  3NiAs=Ni3As2+As在氧化气氛中红砷镍矿的砷一部分构成蒸发性的As2O3，一部分则构成无蒸发性的盐（NiO·As2O3）。因而，为了更彻底地脱砷，在氧化焙烧后、还必须进行复原焙烧，使盐转变为砷化物，进一步氧化焙烧中再使砷呈As2O3形状蒸发，即进行替换的氧化复原焙烧以完结脱砷进程。    镍相似铁和钴，在常压条件和40-100℃温度下，可与构成[Ni(CO)4]：                             Ni+4CO=Ni(CO)4+163.6kJ 当温度升高至150--316℃时，又分解为金属镍。这个反应是羰基法提取镍的理论基础。

导读 为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。 石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。  再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。

为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。 石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。 材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。 再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。

石墨烯被称为“黑金”，又被称为“新材料之王”，是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料，极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。 石墨烯的制备上，多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用，单晶石墨烯工业组成办法仍未找到，因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体，一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点，也是推进职业开展的要害点。而在使用层面，未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。

近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。 日前，在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上，石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视，成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处，能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。 人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代，下一个量子年代，石墨烯很或许锋芒毕露 和金刚石相同，石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是，因为原子结构不同，金刚石是地球上自然界最坚固的东西，石墨则成了最软的矿藏之一，常做成石墨棒和铅笔芯。 科学家介绍说，石墨烯是从石墨材料中剥离出来，只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲，石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过，留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。 这种只要一个原子厚度的二维材料，一向被以为是假定性的结构，无法独自安稳存在。直至2004年，两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯，证明了其可以独自存在，并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。 据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍，石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。 石墨烯的特色首先是薄，可谓现在世界上最薄的材料，只要一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起，石墨烯比金刚石更硬，透光率高达97.7%，是世界上最坚固又最薄的纳米材料。 一起，它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒，是光速的1/300，十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手，比最能导热的银还要强10倍。 石墨烯的特性，也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时，石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动，并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方，在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电，或许可以做成活络的传感器材等。 “人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代，正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。 未来电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢 因为石墨烯的奇特功能，加上制备简洁、研讨视角多维，其运用潜力巨大、适用职业广大，成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻，已获得了许多令人震慑的研讨效果，称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。 高明说，从材料化学视点看，石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚，约占全世界的75%，其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。 石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料，用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通，石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。 可以说，石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好，可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高，可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具，石墨烯导热膜可用于手机高效散热…… 石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快，并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多，还无法存储足够多的电能。未来，跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进，电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢。 我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说，石墨烯的电子运转速度是硅的十倍，由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。 此外，科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发，正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕，仍是可以植入人体的可穿戴设备，都或许靠这样的石墨烯器材来完成。 高涛以为，即便在试验室条件下，石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战，真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合，不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破，发明更多更新更具颠覆性的运用，石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。 国内石墨烯研讨与国外底子同步，有望在不久的将来构成石墨烯工业 石墨烯一向是世界上的研讨热门，并在不断升温。近几年来，全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加，不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明，并且由此生宣布许多详细的研讨方向。 据了解，许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向，美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果，韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。 高涛说，整体来讲，世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡，一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程，给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。 高明以为，现在国内石墨烯研讨与国外底子同步，一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料，国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”，论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月，我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起，国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目，开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。 例如，清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨，开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。 受访专家指出，各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果，让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲，石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展，其限制要素或许说难点，首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间，高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理，还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了，但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了，颠覆性运用才会呈现。 不过科学家们也比较达观，近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。

石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段，随后即进入快速成长阶段;从2008年开始，尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后，关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。 下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。 一、专利分布 目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究，其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看，2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个，可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。 从石墨烯专利申请国别分布来看，2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国，其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面，欧盟排名第一，2013年共发表了7800篇论文;就国别而论，依然是中国排名第一，共发表了6649篇论文。 总体而言，目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是，从研究深度和创新性而言，非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布 从事石墨烯研究的机构比较广泛，包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作，例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。 从研究机构专利数量口径看，在前十名中，有4家机构来自韩国，4家来自中国，2家来自美国。并且，6家机构都是科研院所或独立科研机构，4家为企业。其中，专利数量最多的是韩国三星电子，其专利申请数量为210个，占全球总量的7.3%，其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布 从石墨烯研究领域分布看，全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。 中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域，发现研究热点分布于：(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用，而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。 四、最新研究成果 在石墨烯制备方面，最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上，目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯，但是这两种方法各有优劣。 在石墨烯应用方面，最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。 在众多最新研究成果中，属于中国研究机构的成果依然稀少，印证了前文中我们提到的，虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先，但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。

石墨是碳的同素异构体之一，密度2100-2300kg/m’,莫氏硬度1-2.石墨矿藏属六方晶系，层状结构，同一网层中碳原子距离为1.42A，层与层之距离离为3.354A.层间以分子键衔接，具有杰出的天然疏水性. 石墨具有一系列的优秀特性，主要有如下几点. 1.耐高温石墨是已知的最耐高温的非金属材料之一，最高温度可达3800℃在高温条件下，石墨丢失最小.把各种材料在7000℃高温下烧lOs石墨丢失0.8%，碳化硅丢失1.7%，高铝刚玉丢失8.2%，最耐高温的金属氧化物—氧化错丢失12.9%。由此可见，石墨的耐高温功能是很杰出的. 2.导电性和导热性石墨的导电性尽管不能与铜、铝等金属相匹敌，但与一般材料比较，其导电性是适当高的，如比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍.但石墨的热导率和一般的金属不同，跟着温度的升高，导热系数下降，在极高的温度下，石墨趋于绝缘状况.因而，在超高温条件下，石墨的绝缘功能是很牢靠的。3.光滑性 石墨的摩擦系数小于0.1，鳞片越大，摩擦系数越小，光滑功能越好。 4.化学安稳性在常温下，石墨具有杰出为化学安稳性，耐酸碱和有机溶剂的腐蚀.但石墨的伉氧化能力差，450℃开端氧化，因而石墨及其制品不应在氧化气氛中运用. 5.特珠的抗热震功能 石墨的热膨胀系数很小，能抗骤冷骤热的化.当温度俄然发生变化时，不会发生裂纹. 6.可塑性 石墨具有杰出的可塑性，可碾成透光薄片. 因为石墨具有上述优秀功能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织，国防等工业邹门获得了广泛使用，主要用处如下： 1.耐火材料 石墨在冶金工业顶用来作石墨柑埚.在炼钢工业中作钢锭保沪剂、镁碳砖、冶金沪内衬等，用量约占石墨产值的25%以上。 2.导电材料 在电气工业中石墨广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、垫圈及显像管涂层等.此外，石墨还可作低温超导材料，高功率电池电极等.在这一方面，石墨遇到人工石书的应战，因为人工石墨中有害杂质的数量能够操控，且纯度高、报价低.尽管如此，因为电气工业的迅速发展以及天然鳞片石里的优秀性质，因而天然石墨消耗量仍是逐年添加。 3.光滑材料和耐磨材料石墨在机械工业中常作光滑荆(拔丝、拉管).光滑油往往不能在高速、高温、高压下作业，而石墨耐磨材料能够在-200-2000℃温度和高速滑动(l00m/s)下使用.许多运送蚀腐介质的设备广泛选用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们工作时勿需加光滑油。 4.铸造 天然石墨最大的用处是用于铸造，用量占石墨总产址的1/3以上。 5.封腐蚀材杆石墨具有杰出的化学安稳性.通过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、浸透率低一级特色，很多用于热交换器、反响槽、凝缩器、焚烧塔、吸收塔、冷却器，加热器和过滤器等。在石油、化工、湿法冶金、酸碱出产、合成纤维、造纸等工业部门得到广泛使用。 6.国防和原子能工业石墨具有优秀的中子减速性，最早在原子反响堆中作减速剂.作为原子反响堆中的减速材料应具有高熔点、安稳、耐腐蚀等特色，而石墨完全能满意上述要求.在国防工业中，石墨复合材料可用来作固沐燃料火箭的喷嘴、的奔锥、宇肮设备零件、隔热材料和防辐射材料。 除上述用处外，石墨还可作除垢剂、抛光剂、颜料等。

水性涂料是国家发起开展的环境友好型涂料，但某些功用尚不及相应的溶剂型涂料，影响其开展。石墨烯具有共同功用，可改善水性涂料功用，促进其开展，给涂料作业者带来新的等待。石墨烯在涂猜中运用首先是改性溶剂型涂料，但用于改性水性涂料也有显着开展。改性办法可用共混法复合改性，也可用原位聚合和溶胶-凝胶技能复合法改性，还可用偶联剂润饰，一同实施不同的功用改性。 1 用钛酸酯偶联剂润饰水涣散改性石墨烯 按通用办法将石墨制成氧化石墨烯，向氧化石墨烯涣散液内分别参加钛酸酯和，在水浴加热法下发作反响，使氧化石墨烯复原并一同嫁接上钛酸酯偶联剂分子。将取得的混合液进行后处理和真空枯燥，得到粉末状改性石墨烯。 因为钛酸酯偶联剂对氧化石墨烯进行了表面润饰，不再发生聚会，故石墨烯水涣散体稳定性高，可长期储存，合适用于复合材料及涂层材料的制备。制备工艺简洁，出产效率高，出产进程和产品均能契合环保要求。 2 石墨烯与基体树脂共混复合水性涂料 2.1 水性导电涂料 石墨烯/聚酯树脂复合水性导电涂料。用Hummers法制备氧化石墨烯，经两步化学复原法得到有机分子润饰的石墨烯水溶液，参加聚酯、助剂和交联剂、催化剂，经液态共混，制备得到水性导墨烯涂料。该涂料具有高导电功用和力学功用，可运用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等范畴，具有广泛的运用价值。 2.2 石墨烯改性水性环氧树脂耐磨玻璃涂料 石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料由两组分组成，榜首组分为基体成膜物，第二组分为固化剂。其间榜首组分包含改性环氧树脂20%～40%、助剂0.5%～7%、氧化石墨烯0.1%～5%、偶联剂1%～2%，其他为水(均为质量分数);第二组分是胺类固化剂。在运用前将两组分混合，其间第二组分占混合物质量分数的3%～30%。该涂料具有硬度高、耐磨性好、与玻璃基底亲和力与附着力强、耐水、耐乙醇性好，且契合环保要求。别的制备办法简洁，具有重要的商业化运用价值。 2.3 石墨烯改性酸酯聚合物水泥防水涂料 用Hummers法制备的氧化石墨烯参加酸酯类聚合物乳液中，参加选用的助剂，按份额参加水泥，拌和涣散，制成氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。该涂料显着增加了酸酯类聚合物乳液成膜的抗拉强度;进步了耐水性;此外，氧化石墨烯丰厚的含氧官能团能够调理水泥水化产品晶体的成长，进步其抗拉强度和耐性。故氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有杰出的耐久性、抗渗性以及物理力学功用，运用远景宽广。 2.4 石墨烯改性聚酯树脂复合水性涂料 2.4.1 石墨烯/水性聚酯纳米复合乳液 将真空脱水的聚醚多元醇(N210)和TDI反响制得聚酯预聚体，参加二羟甲基引进亲水羧基，加中和盐基化，参加氧化石墨烯水溶液、去离子水和乙二胺进行乳化反响，减压蒸馏出后，滴加维生素C溶液进行原位复原反响，得到石墨烯/水性聚酯纳米复合乳胶树脂。该乳胶树脂可运用于静电防护、防腐涂层、建筑涂料等范畴，本发明工艺简洁、环保、合适大规模出产。 2.4.2 石墨烯/TiO2复合材料改性水性聚酯抗菌涂料 纳米TiO2作为光催化纳米材料的一种，有抗菌灭菌效果，但它关于可见光吸收率较低，纳米粒子趋向于集合，大大降低了其灭菌效果。在含纳米TiO2抗菌涂猜中，引进5%以下的石墨烯，显着进步涂料对可见光吸收率，并加强纳米TiO2的光催化活性和抗菌、灭菌才能，使改性后的水性聚酯在抗菌灭菌归纳功用方面有很大进步。而且具有杰出的表面功用、耐水性和力学功用。 3 石墨烯/聚酯原位聚合的水性导电涂料 石墨烯比较传统的碳系导电填料(炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等)具有愈加优异的导电性及机械功用。 用二元胺对氧化石墨烯进行基化改性，后用化学复原康复石墨烯的共导电系统，使用石墨烯表面的—NH与—NCO封端的水性聚酯原位聚合，制得含石墨烯的水性聚酯导电涂料。 该导电涂料具有防辐射、抗静电、防腐蚀、耐磨等特性，可用于高分子材料、金属材料、纺织材料表面等方面。 4 用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯纳米复合涂料 中国科技大学Xin Wang等于2012年在《Surface& CoatingsTechnology》上宣布了他们的研讨论文：用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯复合纳米涂料，分3部分： (1)硅烷改性石墨烯纳米薄膜制备。用Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，然后对GO水涣散体用化学复原成GNS，再用DCC(N,N'-二环己基碳化二亚胺)和3-基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功用改性，用超声波涣散1h，在70 ℃下拌和反响24 h，经后处理得到APTES功用改性的石墨烯纳米膜f-GNS。 (2)硅烷APTES封端的水性聚酯(WPU)制备。用异佛尔酮二异酸酯(IPDI)、聚氧化丙二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基混合多元醇组成PU预聚物，再和二羟甲基反响，然后加APTES反响，得到APTES封端的水性聚酯(WPU)，产率86.3%，数均分子量28600(GPC测定)。 (3)溶胶-凝胶技能制备f-GNS/WPU纳米复合涂料。凭借超声波将f-GNS粉末涣散在去离子水中制成悬浮液，将APTES封端的WPU参加其间一同混合，用调理pH值，制成f-GNS/WPU纳米复合涂料。 用1H-NMR、FTIR、XPS、GPC、AFM、HRTEM等表征了GO、f-GNS的结构，根本验证了图1所示的分子结构式与反响进程，及f-GNS/WPU纳米复合涂料产品结构和组成。纳米复合物中的T1、T2和T3代表了单、二和三替代的硅烷键合，证真实APTES封端的WPU和f-GNS相邻的硅氧烷分子之间缩聚反响，构成共价键。 5 结 语 5.1 石墨烯具有共同功用，研制热潮在全球突起 石墨烯是当今世界发现的“至薄”的晶体材料，厚度只要1个碳原子，也是“至坚”材料之一，并具有高导电性、高导热性。猜测在航空航天、世界勘探、海洋开发、国防工业、国民经济各方面具有不可估量的运用远景，研讨热潮在全球突起，国内也起步不俗，开展较快。 5.2 石墨烯在改性涂料功用方面展现了新的远景 对石墨烯在导电、防腐、阻燃、导热和高强度等功用涂猜中都具有十分诱人的潜在远景。 石墨烯与各种涂料树脂经过物理共混、原位聚合和溶胶-凝胶技能等法复合;或用偶联剂润饰，或选用原位聚合等工艺。这些工艺在改性水性涂猜中均证明可行，且功用改善显着。水性涂料经石墨烯改性，其功用有望“更上一层楼”，其进一步开展可期。 5.3 石墨烯改性涂料研制脚步初迈，要正确促进石墨烯出产及运用的开发热潮继续升温，但应镇定对待。 对出产厂商而言，石墨烯出产技能是否到达世界最先进，是否契合清洁文明出产工艺要求，本钱是否合理，有许多技能作业要做。石墨烯在涂猜中的运用，国内有不少研讨作业和专利宣布，开展势头较好，但不能说“已入胜境”。石墨烯和涂料树脂复合办法、助剂挑选、功用性改善，研制的空间都很大。国内宣布石墨烯改性水性涂料的作业和专利多是实验室效果，要到达有用并产业化，要更多投入，有许多研制作业要做。

导读前不久，任正非在承受媒体采访时宣称，未来10至20年内会迸发一场技能，“我以为这个年代将来最大的推翻，是石墨烯年代推翻硅年代”，“现在芯片有极限宽度，硅的极限是七纳米，现已接近鸿沟了，石墨是技能前沿”。这儿说到的石墨烯，终究是何方神圣？它真的能带来推翻吗？扫描电镜下的石墨烯，显现出其碳原子组成的六边形结构。图片来历：Lawrence Berkley National Laboratory石墨烯——一种只需一个原子厚的二维碳膜——确实是种令人惊奇的材料。尽管姓名里带有石墨二字，但它既不依靠石墨储量也彻底不是石墨的特性：石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好，看起来颇有未来奇特材料的风仪。假如再把它的潜在用处开个清单——维护涂层，通明可弯折电子元件，超大容量电容器，等等——那简直是改动国际的发明。连2010年诺贝尔物理学奖都颁发了它呢！其实就在2012年，因石墨烯而取得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）和他的搭档曾经在《天然》上发表文章评论石墨烯的未来，两年来的开展也根本证明了他们的猜测。他以为作为一种材料，石墨烯“出路是光亮的、路途是曲折的”，尽管将来它或许能发挥严重效果，可是在战胜几个严重困难之前，这一场景还不会到来。更重要的是，考虑到工业更新的巨大本钱，石墨烯的优点或许不足以让它简略地代替现有的设备——它的真实远景，或许在于为它的共同特性量身定做的全新运用场合。 石墨烯终究是什么？ 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。碳原子之间彼此连接成六角网格。铅笔里用的石墨就适当于许多层石墨烯叠在一起，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。石墨、石墨烯、碳纳米管和球烯之间的联系。图片来历：enago.com由于碳原子之间化学键的特性，石墨烯很坚强：能够曲折到很大视点而不开裂，还能反抗很高的压力。而由于只需一层原子，电子的运动被约束在一个平面上，为它带来了全新的电学特点。石墨烯在可见光下通明，但不透气。这些特征使得它十分合适作为维护层和通明电子产品的质料。 可是合适归合适，真的做出来还没那么快。 问题之一：制备方法。       许多项研讨向咱们展示了石墨烯的惊人特征，但有一个圈套。这些美好的特性对样品质量要求十分高。要想取得电学和机械功能都最佳的石墨烯样品，需求最费时吃力费钱的手法：机械剥离法——用胶带粘到石墨上，手艺把石墨烯剥下来。诺沃肖洛夫团队捐赠给斯德哥尔摩的石墨、石墨烯和胶带。胶带上的签名“Andre Geim”就是和诺沃肖洛夫一起取得诺贝尔奖的人。图片来历：wikipedia尽管所需的设备和技能含量看起来都很低，但问题是成功率更低，弄点儿样品做研讨还能够，工业化出产？恶作剧。要论工业化，这手法毫无用处。哪怕你把握了全国际的石墨矿，一天又能剥下来几片……        当然现在咱们有了许多其他方法，能增加产值、降低本钱——费事是这些方法的产品质量又掉下去了。咱们有液相剥离法：把石墨或许相似的含碳材料放进表面张力超高的液体里，然后超声轰炸把石墨烯雪花炸下来。咱们有化学气相堆积法：让含碳的气体在铜表面上冷凝，构成的石墨烯薄层再剥下来。咱们还有直接成长法，在两层硅中间直接设法长出一层石墨烯来。还有化学氧化还原法，靠氧原子的刺进把石墨片层别离，如此等等。方法有许多，也各自有各自的适用范围，可是迄今为止还没有真的能合适工业化大规模推行出产的技能。        这些方法为什么做不出高质量的石墨烯？举个比如。尽管一片石墨烯的中心部分是完美的六元环，但在边际部分往往会被打乱，成为五元或七元环。这看起来没啥大不了的，可是化学气相堆积法发生的“一片”石墨烯并不真的是完好的、从一点上成长出来的一片。它其实是多个点一起成长发生的“多晶”，而没有方法能确保这多个点长出来的小片都能完好对齐。所以，这些变形环不光散布在边际，还存在于每“一片”这样做出来的石墨烯内部，成为结构缺点、简略开裂。更糟糕的是，石墨烯的这种开裂点不像多晶金属那样会自我愈合，而很或许要一向延伸下去。成果是整个石墨烯的强度要折半。材料是个费事的范畴，想鱼与熊掌兼得不是不或许，但必定没有那么快。显微镜下的一块石墨烯，伪色符号。每一“色块”代表一片石墨烯“单晶”。图片来历：Cornell.edu 问题之二：电学功能。       石墨烯一个有远景的方向是显现设备——触屏，电子纸，等等。可是现在而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难抵挡。诺沃肖洛夫估量这个问题能在十年之内处理。       可是为啥咱们不能爽性扔掉金属，全用石墨烯呢？这就是它在电子产品范畴里最丧命的问题。现代电子产品全部是建筑在半导体晶体管之上，而它有一个要害特点称为“带隙”：电子导电能带和非导电能带之间的区间。正由于有了这个区间，电流的活动才干有非对称性，电路才干有开和关两种状况——可是，石墨烯的导电功能真实太好了，它没有这个带隙，只能开不能关。只需电线没有逻辑电路是毫无用处的。所以要想靠石墨烯发明未来电子产品，代替硅基的晶体管，咱们有必要人工植入一个带隙——可是简略植入又会使石墨烯损失它的共同特点。现在针对这个范畴的研讨确实不少：多层复合材料，增加其他元素，改动结构等等；可是诺沃肖洛夫等人以为这个问题要真实处理，还要至少十年。 问题之三：环境危险。       石墨烯工业还有一个意想不到的费事：污染。石墨烯工业现在最老练的产品之一或许是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”，它很廉价，虽不能用来做电池、可弯折触屏等高端范畴，作为电子纸等用处却是适当不错；可是这东西对人体很或许是有毒的。有毒没关系，只需它老老实实呆在电子产品里，那就没有任何问题；可是前不久研讨者刚发现它在地表水里十分安稳、极易分散。尽管现在对它的 环境影响下断语还为时太早，但这确实是个潜在问题。 所以，石墨烯的命运终究怎么？       鉴于曩昔几个月里学界并无新的突破性发展，近来它的这波突发性“炽热”，恐怕本质上仍是本钱运转的炒作成果，应审慎对待。作为工业技能，石墨烯看起来还有许多未能战胜的困难。诺沃肖洛夫指出，现在石墨烯的运用仍是受限于材料出产，所以那些运用最初级最廉价石墨烯的产品（比如氧化石墨烯纳米颗粒），会最早问世，或许只需几年；可是那些依靠于高纯度石墨烯的产品或许还要数十年才干开发出来。关于它能否代替现有的产品线，诺沃肖洛夫仍然心存疑虑。 另一方面，假如商业范畴过度夸张其奇特之处，或许会导致石墨烯工业变成泡沫；一旦决裂，那么或许技能和工业的发展也无法解救它。科学作者菲利普·巴尔曾经在《卫报》上撰文《不要希望石墨烯带来奇观》，指出一切的材料都有其适用范围：钢坚固而沉重，木头简便但易腐，就算看似“全能”的塑料其实也是种种截然不同的高分子各显神通。石墨烯一定会发挥巨大的效果，可是没有理由以为它能成为奇观材料、改动整个国际。或许，用诺沃肖洛夫自己的话说：“石墨烯的真实潜能只需在全新的运用范畴里才干充沛展示：那些设计时就充沛考虑了这一材料特性的产品，而不是用来代替现有产品里的其他材料。” 至于眼下的可打印、可折叠电子产品，可折叠太阳能电池，和超级电容器等等新范畴能否发挥它的潜能，就让咱们平心静气拭目而待吧。

石墨烯是一种二维晶体，石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性，例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积，并且几近透明，在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。 尽管石墨烯还没有实现大规模的产业化，但是，市场对于石墨烯的应用十分看好，就目前的研发成果显示，未来石墨烯将广泛应用于以下四大领域。 1.电子材料领域 作为电极材料，石墨烯是绝佳的负极材料，被认为是可以替代硅的芯片材料。另外，石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。 据悉，英国曼彻斯特大型已经开发出仅有10至40个原子厚度的石墨烯LED屏幕，拥有超薄、可弯曲的特性。这意味着未来，电子设备的屏幕可以进一步降低厚度、更为灵活，甚至实现整体柔性化。 石墨烯在可穿戴设备领域也具有一定应用空间。例如，爱尔兰科学家正在开发基于石墨烯的灵活可穿戴传感器，并发现该传感器能够检测到用户最细微的动作，包括跟踪呼吸和脉搏。另外，该传感器还能实现自供电，也许未来能够应用在智能服装中。 2.散热材料领域 金属材料在散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题，几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具等产品的散热上，其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料，是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构，其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。 石墨烯是二维的单层碳原子晶体，与三维材料相比，其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射，并赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯所具有的快速导热与散热特性使得石墨烯成为极佳的散热材料，可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。 3.生物医学领域 石墨烯具有突出的力学性能和生物相容性，将其作为增强填料可显著提高生物材料的力学性能。 生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向，已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯制成的生物传感器对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。在基因组测序技术领域，最近成功开发出来的DNA感测器，是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备，能探测DNA链的旋转和位置结构。该感测器利用石墨烯的电学性质，成功实现检测DNA序列的微观功能。 4.军工领域 从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(简称联盟)获悉，为促进石墨烯在军工领域的推广应用，2015年1月16日，联盟将举行军工应用委员会成立授牌仪式。 我国政府和国防军工方面的领导和专家对石墨烯在军工领域的应用前景十分关注。据悉，今年年初，在哈尔滨召开的“石墨烯军工应用技术研讨会”上，总装备部、国防科工局、各军工集团相关领导、专家，以及石墨烯产业领域专家与企业家、军工及民口配套单位代表共同研讨石墨烯在军工方面的应用前景。 由于石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点，业内人士认为，石墨烯在航天军工等领域有广泛应用。据悉，我国科学家发现石墨烯可做太空动力源。通过对石墨烯在光作用下的运动现象的研究表明，石墨烯材料可将光能直接转化为动能，这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源，这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。未来，石墨烯可能为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。 结语 石墨烯由于优越的特性，业内预计未来5至10年，全球石墨烯产业规模会超过1000亿美元。更有乐观者认为，石墨烯的市场潜在规模至少在万亿元以上。就目前情况来讲，石墨烯市场化的最大阻碍是市场需求和价格，石墨烯未来产业化之路遥遥，需要政府的支持，和研发人员的开拓创新，相信通过共同努力，石墨烯将在更多的领域大放异彩。

石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。 1、石墨烯的根本特性和制备办法 石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。 石墨烯是已知的世上最薄、最坚固的纳米材料，它几乎是彻底通明的，只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子搬迁率超越15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约1Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子搬迁的速度极快，因而被等待可用来开展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。因为石墨烯实质上是一种通明、杰出的导体，也合适用来制作通明触控屏幕、光板、乃至是太阳能电池。图1 石墨烯的结构示意图 石墨烯首要制备办法图2 石墨烯制备办法优缺点比较 制备石墨烯常见的办法为液相剥离法、氧化复原法、SiC外延生长法和化学气相堆积法(CVD)。液相剥离法是在溶液中首要依托机械力的作用，战胜石墨层间的范德华力，将体相石墨剥离成单层或少层石墨烯的办法。现在最常用的剥离设备是超声发生器，存在扩大难、功率低及石墨烯层数较厚等问题。 氧化复原法是经过将石墨氧化，增大石墨层之间的距离，再经过物理办法将其别离，最终经过化学法复原，得到石墨烯的办法。这种办法操作简略，产值高，可是产品质量稍差。一般运用的剥离设备是超声发生器，氧化复原设备是反应釜，导致扩大难及氧化复原功率低一级问题。 SiC外延法是经过在超高真空的高温环境下，使硅原子提高脱离材料，剩余的C原子经过自组方式重构，然后得到根据SiC衬底的石墨烯。这种办法能够获得高质量的石墨烯，可是这种办法对设备要求较高。 CVD法是现在最有或许完成工业化制备高质量、大面积石墨烯的办法。这种办法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特色，但现阶段本钱较高，工艺条件还需进一步完善。这些办法中最有或许规模化的低本钱制备办法是液相剥离法和氧化复原法。 2、超重力氧化复原法制备石墨烯 2.1 超重力技能介绍： 超重力技能是使用旋转填充床(RPB)发生的比地球重力大得多的超重力环境，强化物质的传递、混合、传热及化学反应的技能。 自世纪面世以来，在国内外遭到广泛的注重，因为它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易工作、易修理、安全、牢靠、灵敏以及更能适应环境等长处，使得超重力技能在化工、环保、材料等工业领域中较广泛应用。 超重力工程技能的特色：具有微观混合特性;具有极大的强化传质特性;能发生均匀而有梯度的剪切作用;扩大作用不明显等。图3 年产1万吨超重力法纳米碳酸钙出产线 2.2 超重力氧化复原法制备石墨烯：图4 超重力氧化复原法制备石墨烯研讨布景图5 超重力氧化复原法制备石墨烯根本工艺 2.3 超重力法氧化石墨剥离技能 (1)剥离时刻对氧化石墨烯功能影响：图6 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图7 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯TEM相片 (2)氧化石墨溶液浓度对氧化石墨烯功能的影响图8 不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图9 不同溶液不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯层数示意图 由图9标明：G峰的波数越高，层数越少，G’峰的波数越低，层数越少。D峰和G峰的强度比ID/IG数值越大，缺点程度越高 (3)旋转床办法和超声法制备氧化石墨烯功能比照图10石墨烯循环伏安曲线图(a)经旋转床剥离后制备石墨烯CV曲线;(b)经超声剥离后制备石墨烯CV曲线;(c)两种办法制备石墨烯在10mV/s下CV曲线 成果显现：旋转床办法制备的石墨烯比电容量为225F/g，而超声办法制备为175 F/g。图11 两种办法制备的石墨烯沟通阻抗值比较 旋转床制备的石墨烯沟通阻抗值约为7.5Ω，超声反应釜制备的石墨烯沟通阻抗值约为14Ω，阻抗值更小，导电率更大，选用四探针法测定的石墨烯均匀电导率，RPB剥离的为312.8S/m，超声反应釜的为278.1 S/m 。 2.4 超重力复原技能 (1)温度对超重力复原法制备石墨烯的影响图12 不同复原温度下制备石墨烯的CV曲线图13 不同复原温度下制备石墨烯的EIS曲线 (2)不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响不同复原剂制备石墨烯TEM相片不同复原剂制备石墨烯红外光谱相片 图14不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响 由图14能够看出，VC(抗坏血酸)和复原作用较好，复原程度较高，含氧基团特征峰强度低 。 (3)超重力法和惯例办法复原氧化石墨烯的作用比照图15 超重力法和惯例法制备石墨烯XPS成果比照 小结：3、超重力液相剥离法制备石墨烯图16 超重力液相剥离法制备石墨烯设备图17 超重力液相剥离法制备石墨成果 横向尺度150nm, 厚度3-9层，浓度：0.3mg/ml; 产率：3%; 溶剂为水 4、总结 (1)超重力氧化复原法制备石墨烯具有产品质量高，出产功率高，易产业化的特色。 (2)超重力直接剥离法具有本钱低，产品质量好，易产业化的特色。 (3)这种技能也有望用于其它层状材料,如：高岭土、蒙脱土、云母等的剥离及深加工，欢迎合作开发。