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부분 산화한 흑연과 흑연섬유

전문가 제언: ○ 탄소원자의 외각 전자배열은 2s2 2p2이다. 탄소가 에너지를 받았을 때 전자배열은 2s1 2px1 2py1 2pz1로 된다. 산소전자는 2s2 2p4에서 2s2 2px2 2py1 2pz1로 승진한다. 결합은 한 궤도에 전자 2개를 가지는 것을 선호한다. 산소 2개중 1개( 2py1 2pz1)는 탄소의 2s1 2px1와, 다른 산소 1개는 탄소의 2py1 2pz1와 짝을 지어 CO2(O=C=O)로 안전하게 결합한다.

○ 일산화탄소(CO)는 탄소와 산소의 전자쌍이 탄소 측에 불완전하게 배열되어 있는 전자와 산소가 결합되어 있기 때문에 CO자체가 불완전한 화합물이다. 불완전한 화합물은 안전한 화합물로 전환하려는 경향이 있다. 이 경향이 독성으로 나타난다. 흑연(C)은 π-결합을 하고 있기 때문에 산소와 결합할 가능성이 높다.

○ 흑연은 다이아몬드와 함께 자연에 존재한다. 흑연의 격자는 판상으로 된 층으로 나타난다. 판상의 탄소원자는 규칙적인 육각형으로 배열되어 있다. 두 탄소간의 거리는 1.42Å, 층간의 거리는 3.40Å이다. 두 탄소간의 결합은 sp2-혼성 원자궤도함수(AO)로 보여 진다. 비 혼성 p-AO에 있는 전자는 금속결합처럼 비 편재현상을 보인다.

○ 흑연산화물의 제조는 흑연의 전자배열(sp2-혼성 )로 미루어 볼 때 이중과 단일의 공명결합으로 보여 진다. 특허에서는 종전부터 흑연산화로 사용한 “Hummer방법”의 산화제 H2SO4, NaNO3, KMnO4사용의 번거로움을 해소하고, 새로운 시약 UHP를 개발한 것이다. 흑연산화제의 선구물질로 사용할 수 있다고 본다.

저자: Blair, Richard, and George
자료유형: 특허정보