石墨插层化合物

石墨插层化合物(GIC)是具有分子式CXm的复杂材料，其中离子Xn+或Xn-插入（插层）在带相反电荷的碳层之间。通常m远小于1。这些材料是深色固体，具有潜在应用的一系列电气和氧化还原特性。

这些材料是通过用强氧化剂或强还原剂处理石墨制备的：C+mX→CXm该反应是可逆的。主体（石墨）和客体X通过电荷转移进行交互。类似的过程是商业锂离子电池的基础。在石墨插层化合物中，并非每一层都必须被客体占据。在所谓的第1阶段化合物中，石墨层和插层交替，在第2阶段化合物中，中间没有客体材料的两个石墨层与一个插层交替。实际成分可能会有所不同，因此这些化合物是非化学计量化合物的一个例子。习惯上将组成与阶段一起指定。在引入客体离子后，这些层被推开。

多年来，石墨插层化合物因其多样化的电子和电气特性而吸引了材料科学家。

在超导石墨插层化合物中，CaC6表现出最高的临界温度Tc=11.5K，在施加压力（8GPa时为15.1K）下进一步升高。这些化合物的超导性被认为与夹层状态的作用有关，即一个自由电子状带，位于费米能级之上大约2eV(0.32aJ)；只有当层间状态被占据时，超导才会发生。使用高质量紫外光分析纯CaC6表明可以进行角分辨光电子能谱测量。π*带中超导间隙的打开揭示了π*-层间带间相互作用对总电子-声子耦合强度的重大贡献。

青铜色材料KC8是已知xxx的还原剂之一。它还被用作聚合反应的催化剂和芳基卤化物与联苯的偶联剂。在一项研究中，新鲜制备的KC8用1-碘十二烷处理，提供可溶于氯仿的改性（具有长烷基链伸出的微米级碳片提供溶解度）。另一种钾石墨化合物KC24已被用作中子单色器。钾离子电池的发明为钾石墨带来了新的重要应用。与锂离子电池一样，钾离子电池应使用碳基阳极而不是金属阳极。在这种情况下，钾石墨的稳定结构是一个重要的优势。