三维MXene多孔结构的构建与应用研究进展

MXene作为一种新型二维（2D）纳米材料以其独特的高导电性、高电化学表面活性等特性在多个领域引起了广泛关注。然而,MXene纳米片在自组装过程中出现的紧密堆叠现象导致比表面积急剧下降,降低了活性表面积,从而严重阻碍了它们在能源储存、电磁屏蔽、吸附等领域的潜在应用。构建三维多孔结构是解决MXene组装过程中自堆叠问题的一种有效途径,而且通过不同的组装方法可以实现对多孔宏观结构组成成分、孔径分布以及孔径大小的调控,使得MXene多孔材料在机械性能、电学性能以及光热转换性能等方面得到更好的调整,从而满足不同应用领域的需求。本综述以Ti₃C₂T_x MXene为主要研究材料总结了各种多孔MXene宏观结构的制备方法,讨论了其在电池/超级电容器、电磁屏蔽与吸收、海水淡化、光催化以及传感和环境修复等方面的应用,阐述了MXene多孔结构在各种应用中的贡献与意义,并针对MXene多孔结构的制备、结构调控和应用等方面的机遇和挑战作了论述。     

复合SERS基底的构建及性质

通过自组装方法以对巯基苯胺(PATP)为偶联分子, 在石英基片上构筑了多种形貌的银钠米粒子单层结构和三明治结构. 研究了组装膜在不同激发线下表面增强拉曼散射(SERS)的增强差异. 研究结果表明, 单层基底和三明治基底中偶联分子的SERS信号因银纳米粒子间的电磁场耦合而显著增强, 且在三明治结构中增强更加明显. 对复合SERS基底增强因子进行计算可知, 复合SERS基底的表面等离子体共振(SPR)峰与激发线的匹配程度越好, 其增强因子越大. 在三明治结构中更易发生PATP分子转变为对巯基偶氮苯(DMAB)分子的激光诱导催化偶联反应. 另外, 该激光诱导催化偶联反应与激发波长密切相关.     

表面活性剂对碳纳米管分散性及其湿法纺丝纤维性能的影响

碳纳米管(CNT)纤维因具有低密度、高强度以及高电导率等特性受到广泛关注。在湿法纺丝技术制备CNT纤维的工艺中，探究纺丝分散液和纺丝条件对CNT纤维性能的影响具有重要意义。本文研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、胆酸钠(SC)、牛磺脱氧胆酸钠(STDC)等表面活性剂对CNT纤维制备及性能的影响。通过拉曼光谱、紫外可见光谱、偏光显微镜、旋转流变仪、扫描电镜等方法对材料进行表征，以拉伸测试和“四探针”法对材料性能进行测试。结果表明，单壁碳纳米管(SWNTs)在表面活性剂的2(wt)%水溶液中的分散能力顺序依次为STDC> SC> CTAB> SDS;SDS或CTAB修饰的SWNTs分散液无法纺制纤维，SC和STDC修饰的SWNTs分散液具有良好的可纺性。其中以STDC作表面活性剂制备的CNT纤维性能最好，其断裂强度为160MPa,杨氏模量为12.3GPa,电导率为2300S/cm。