在共价型石墨层间化 合物中，嵌入物与基质碳 原子间的化学键是共价键。 一般而言，石墨的层平面 要变形。例如氟化石墨， 其碳原子层是折皱的，折 皱面内各碳原子以sp杂化 轨道与其他3个碳原子及1 个氟原子结合，C一C键长 与一般C一C单键相等，层 O F 间距为730pm,比未插入 氟化石是的结构 层增大一倍多
在共价型石墨层间化 合物中，嵌入物与基质碳 原子间的化学键是共价键。 一般而言，石墨的层平面 要变形。例如氟化石墨， 其碳原子层是折皱的，折 皱面内各碳原子以sp3杂化 轨道与其他3个碳原子及1 个氟原子结合，C－C键长 与一般C－C单键相等，层 间距为730 pm，比未插入 层增大一倍多
★石墨层间化合物的功能与应用 石墨层间化合物的性质因嵌入物不同、阶数不同而不同，因而 其功能及应用是多方面的，主要可用于：轻型高导电材料、电极材料、 新型催化剂、固体润滑剂、贮氢及同位素分离材料、防水防油剂等。 ●电极材料 石墨间隙化合物的电阻比石墨本身还低，在垂直方向降 低了约10倍，沿石墨层水平方向降低了近100倍。而且间隙化 合物具有与真正的金属一样的电阻，即电阻率ρ随温度升高而 升高。如CK在90K时，p=0.7682cm-1,在285K时，p= 1.022'cm-1。 石墨层间化合物适宜作电极。以氟化石墨为正极，锂为负 极的一次电池己工业化。电池反应为： 正极： (CF)n+ne一nC+nF 负极： nLi一nLi++ne 总反应： nLi+(CF)n一nLiF+nC 该电池具有体积小、重量轻、超电势高(3V)、能量密度高、 贮藏性好等特性
★石墨层间化合物的功能与应用 石墨层间化合物的性质因嵌入物不同、阶数不同而不同，因而 其功能及应用是多方面的，主要可用于: 轻型高导电材料、电极材料、 新型催化剂、固体润滑剂、贮氢及同位素分离材料、防水防油剂等。 电极材料 石墨间隙化合物的电阻比石墨本身还低，在垂直方向降 低了约10倍，沿石墨层水平方向降低了近100倍。而且间隙化 合物具有与真正的金属一样的电阻，即电阻率随温度升高而 升高。如C8K在90 K时，＝0.768 ·cm－1 ，在285 K时，＝ 1.02 ·cm－1 。 石墨层间化合物适宜作电极。以氟化石墨为正极，锂为负 极的一次电池已工业化。电池反应为: 正极: (CF)n＋ne nC＋nF－ 负极: nLi nLi＋＋ne 总反应: nLi＋(CF)n nLiF＋nC 该电池具有体积小、重量轻、超电势高(3V)、能量密度高、 贮藏性好等特性
●轻型高导电材料 石墨层间化合物的电导率比石墨更高，有的超过了铜（电 导率为5.3×107Sm-),且这些物质的密度比一般金属低，故 作为轻型导电材料受到青睬。 ●固体润滑剂 用氟化石墨作固体润滑剂，具有在高温、真空或氧化还原 气氛中保持好的润滑性能的优点（而一般的石墨存在润滑性能下 降的缺陷)。这是由于氟化石墨的层面由C一F键构成，其表面 能极小，容易滑动之故。 ●贮氢及同位素分离材料 钾、铷、铯等碱金属的石墨层间化合物在一定温度下能化 学或物理吸附氢。如CK吸附氢生成CgKH(Osx≤2)，且离解温 度及离解能低，吸附与解吸完全可逆，达平衡的时间短，因而 可作贮氢材料。更有趣的是这种吸附对氢、氖、氖有选择性， 因而可用于氢同位素分离，其H2一D2及H2一HT分离系数都高 于硅酸盐系离子交换体系
固体润滑剂 用氟化石墨作固体润滑剂，具有在高温、真空或氧化还原 气氛中保持好的润滑性能的优点(而一般的石墨存在润滑性能下 降的缺陷)。这是由于氟化石墨的层面由C－F键构成，其表面 能极小，容易滑动之故。 贮氢及同位素分离材料 钾、铷、铯等碱金属的石墨层间化合物在一定温度下能化 学或物理吸附氢。如C8K吸附氢生成C8KHx (0≤x≤2)，且离解温 度及离解能低，吸附与解吸完全可逆，达平衡的时间短，因而 可作贮氢材料。更有趣的是这种吸附对氢、氖、氖有选择性， 因而可用于氢同位素分离，其H2－D2及H2－HT分离系数都高 于硅酸盐系离子交换体系。 轻型高导电材料 石墨层间化合物的电导率比石墨更高，有的超过了铜(电 导率为5.3×107 S·m－l )，且这些物质的密度比一般金属低，故 作为轻型导电材料受到青睬
●新型催化剂 如C,K作乙烯、苯乙烯等聚合反应的催化剂 石墨一钾一FCl,三元层间化合物作H,和N,为原料合成氨的 催化剂，350℃下1h转化率可达90%。 ●防水防油剂 如氟化石墨的表面自由能和聚四氟乙烯相近或略低，显示 了极强的疏水性。因此，可利用此疏水性预防因水而引起的润 滑和污染附着。在镀镍时，如使N和氟化石墨共析，可得防水 性极强的金属表面。 ●石墨复合磁粉 将铁盐插入石墨层间可制得石墨复合磁粉，其磁性能优于 y一Fe,O,磁粉，用作磁记录介质，可增大对带基附着力、减小 对磁头的磨损、提高其防潮性能及温度稳定性
防水防油剂 如氟化石墨的表面自由能和聚四氟乙烯相近或略低，显示 了极强的疏水性。因此，可利用此疏水性预防因水而引起的润 滑和污染附着。在镀镍时，如使Ni和氟化石墨共析，可得防水 性极强的金属表面。 石墨复合磁粉 将铁盐插入石墨层间可制得石墨复合磁粉，其磁性能优于 γ－Fe2O3磁粉，用作磁记录介质，可增大对带基附着力、减小 对磁头的磨损、提高其防潮性能及温度稳定性。 新型催化剂 如C8K作乙烯、苯乙烯等聚合反应的催化剂 石墨－钾－FeCl3三元层间化合物作H2和N2为原料合成氨的 催化剂，350 ℃下1h转化率可达90 %
3碳纤维 碳纤维是由有机纤维经炭化及石墨化处理而得到 的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨， 是乱层石墨结构。 ●碳纤维的制备 目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳 纤维和沥青碳纤维。 碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧 化)、炭化及石墨化等4个过程。其间伴随的化学 变化，包括脱氢、环化、氧化及脱氧等
3 碳纤维 碳纤维是由有机纤维经炭化及石墨化处理而得到 的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨， 是乱层石墨结构。 碳纤维的制备 目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳 纤维和沥青碳纤维。 碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化(预氧 化)、炭化及石墨化等4个过程。其间伴随的化学 变化，包括脱氢、环化、氧化及脱氧等