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通常石墨烯与水不能很好的混合,当石墨烯在水中时,会出现“悬键”(水分子的氢原子会指向石墨烯表面),并且石墨烯附近的水分子不能形成3个以上的氢键,而纯水中平均每个水分子有3.6个氢键。因此石墨烯及非极性碳氢化物会破坏水中的氢键从而引起疏水相互作用,从而导致石墨烯在水中难以溶解。另外石墨烯促进溶解在水中的纳米气泡在石墨烯表面形核,这也会加剧石墨烯的团聚和沉淀。石墨插入化合物可以在质子惰性溶剂中被剥离为单层石墨烯,从而产出热力学稳定的负电石墨烯(graphenide)溶液。
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