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Concept
Oxyde de graphite
Résumé
L'oxyde de graphite, autrefois appelé oxyde graphitique ou acide graphitique, est un composé inorganique de carbone, oxygène et hydrogène dans des ratios atomiques variables. Il est obtenu en traitant du graphite avec des oxydants forts. Le produit le plus oxydé est le solide jaune avec un ratio C:O entre 2,1 et 2,9 qui conserve la structure en couche du graphite mais avec des espaces intercouches beaucoup plus larges et irréguliers.
Le composé solide se disperse dans les solutions basiques en produisant des couches monomoléculaires, connues comme l'oxyde de graphène par analogie avec le graphène, la forme monocouche du graphite. L'oxyde de graphène a été utilisé pour préparer une espèce de papier très résistant et a récemment suscité un intérêt considérable comme intermédiaire possible pour la fabrication de graphène. Cependant, cet objectif reste difficile à atteindre étant donné que le graphène obtenu par cette méthode a beaucoup de défauts chimiques et structurels.
L'oxyde de graphite a été préparé originellement par le chimiste d'Oxford, Benjamin Brodie fils de Benjamin Collins Brodie en 1859, en traitant du graphite avec une solution de chlorate de potassium dans l'acide nitrique fumant. En 1957, William S. Hummers et Richard E. Offeman développent une méthode plus sûre, plus rapide et plus efficace en utilisant un mélange d'acide sulfurique, HSO, de nitrate de sodium, NaNO et de permanganate de potassium, KMnO, qui est encore largement utilisée en 2010.
En 2009, un mélange de HSO et de KMnO a permis d'ouvrir longitudinalement des nanotubes de carbone qui deviennent ainsi des rubans de graphène de quelques atomes de large aux bords "chapeautés" par des atomes d'oxygène (=O) ou des groupes hydroxyle (–OH).
La structure et les propriétés de l'oxyde de graphite dépendent de la méthode de synthèse particulière et du degré d'oxydation. Il conserve généralement la structure en couche du graphite, mais les couches sont voilées et l'espacement intercalaire est environ deux fois plus grand (~ 0,7nm (7 Å)) que celui du graphite.
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