低维纳米材料的增强红外吸收与异常红外效应

由低维纳米材料组成的表面体系在电催化、磁学、储能、传感等领域得到广泛研究和应用.增强红外吸收与异常红外效应是其特殊的红外光学性能.作者综述了近年来他们在研究低维纳米材料的特殊红外光学性能方面的主要进展,包括系统研制和构筑各种具有特殊红外性能的低维纳米材料和纳米结构表面体系,发展表面组合电化学研究方法等.研究工作对揭示低维纳米材料的结构与性能之间的本质关系,发展相关的基础和理论具有重要意义.     

溶剂热法制备Bi2S3纳米材料

0引言纳米材料具有特殊的结构和性能,可广泛应用于化学、物理学、电子学、光学、机械和生物医药学等领域[1￣5]。其中一维或准一维纳米结构体系或纳米材料的研究既是研究其它低维材料的基础,又与纳米电子器件及微型传感器密切相关,是近年来国内外研究的前沿[6￣9]。近年来,人们虽然做了许多尝试来制备一维纳米结构材料,但合成这类材料特别是合成半导体一维纳米材料仍然是一个巨大的挑战。随着维数的减小,半导体材料的电子能态发生变化,其光、电、声、磁等方面性能与常规体材料相比有着显著的不同[10￣12]。Bi2S3是一种重要的半导体材料,受…     

富含缺陷的2D/2D异质结促进光催化清洁能源转化

正低维纳米材料因其特有的厚度尺寸和低维结构等特点,使其具有相应块状材料所不具备的独特性能。低维材料的显著特征就是至少有一个维度低于100 nm;零维材料,如零维纳米颗粒、量子点;一维材料,如纳米棒、纳米线和纳米纤维;二维材料如纳米片、纳米盘等。催化材料维度的降低将显著改善其量子限域效应和电子结构,进而改善其催化性能~(1–4)。基于这些思路,研究者们开始致力于研究用于光催化作用的新型二维半导体超薄材料。研究表明,     

双金属纳米材料与催化

双金属纳米材料作为工业上少见的一类催化剂材料,在合成过程中可通过对其组成、结构晶粒大小尺寸的调控,实现其催化性能的合理调控,因此,近年来备受催化材料化学领域科技工作者的广泛关注.随着纳米材料调控合成方面的技术进步,具有均一小尺寸可控结构的纳米材料对于制备高效催化剂材料和研究催化反应机理具有重要的意义.结合纳米技术探索开发设计新型的双金属纳米催化剂材料颇具挑战性.本文围绕双金属纳米催化剂的合成、结构及其相关催化性能,从不同的双金属纳米催化剂出发,对催化剂的性能提高、催化机理研究的若干问题和分析手段及方法在催化研究中的进展发表一点初浅认识.     

《新型二维纳米材料》专辑序言——新型二维纳米材料:掀起未来技术革命

二维纳米材料是一种具有片状结构,厚度为纳米量级,而水平尺寸可以无限延展的材料。2004年,曼彻斯特大学Andre Geim小组通过机械剥离法成功从石墨中分离出单原子层石墨烯,由此拉开新型二维纳米材料的帷幕。石墨烯高载流子迁移率、超强的机械性能、良好的热力学稳定性、高热导率和大比表面积,引起科学家对新型类石墨烯二维纳米材料的兴趣。新型二维纳米材料其纳米尺寸的厚度赋予它们非凡的物理、化学、电子和光学特性。例如,由于电子被限定在二维平面,使二维纳米材料在凝聚态物理学和电子/光电设备上成为理想材料;大的平面尺寸使其具有极大的比表面积,有利于暴露表面原子提供更多活性位点。二维纳米材料的这些独特性能,使其在能源存储与转化、电子器件、催化反应、传感器、生物医药等领域均有重要的潜在应用价值。现今,新型二维纳米材料已被研制出将近20多种,诸如石墨烯、石墨相碳化氮(g-C3N4)、过渡金属二硫化物(TMDs)、过渡金属碳化物或氮化物(MXenes)、层状双金属氢氧化物(LDHs)、过渡金属氧化物(TMOs)、Ⅲ~Ⅵ族层状半导体(MX4)和无机钙钛矿型化合物(AMX3)等。本专辑围绕新型二维纳米材料专题,收录了在相关领域具有丰富研究经验的团队所撰写的12篇相关研究的综述文章、研究论文和简报。代表性地呈现新型二维纳米材料在超级电容器、电化学催化、传感、电池、荧光、水处理、阻燃等方面的研究进展,希望借助该专辑的出版,能使广大读者更深入地了解新型二维纳米材料的研究现状和发展趋势,进而推动新型二维纳米材料研究的发展!在此,对本专辑的所有作者、审稿人及编辑部工作人员的卓越工作和辛勤付出表示衷心的感谢!     

二硫化钨纳米材料的应用研究现状

近年来,二硫化钨作为具有类石墨烯结构的二维材料,由于具有优异的电学、光学和催化性能得到了广泛研究.本文介绍了二硫化钨纳米材料的结构性质,并综述了二硫化钨纳米材料在润滑材料、催化领域、能量储存、光电器件和微波吸收领域的应用研究现状,最后总结了二硫化钨纳米材料研究中存在的问题,并展望了其发展前景.     

MXenes及MXenes复合材料的制备及其在能量存储与转换中的应用（英文）

综述了新型过渡金属碳化物和/或氮化物(MXenes)二维纳米材料的合成及其在电化学能源存储与转换中应用的研究进展,这些应用可以分为如下三类:二次电池、超级电容器以及电化学催化。由于具有二维结构、金属导电性、亲水性表面以及其它优点,MXene二维纳米材料在这些应用领域展示了良好的性能,而且还可以通过嵌入、复合、掺杂、组装等方法来进一步提高其电化学性能。本文为新型MXenes以及相关材料的开发、合成和应用提供了思路,这种新型MXenes材料可以用于能量存储与转换、电子和催化等领域。     

MXenes及MXenes复合材料的制备及其在能量存储与转换中的应用

综述了新型过渡金属碳化物和/或氮化物(MXenes)二维纳米材料的合成及其在电化学能源存储与转换中应用的研究进展,这些应用可以分为如下三类:二次电池、超级电容器以及电化学催化。 由于具有二维结构、金属导电性、亲水性表面以及其它优点,MXene二维纳米材料在这些应用领域展示了良好的性能,而且还可以通过嵌入、复合、掺杂、组装等方法来进一步提高其电化学性能。 本文为新型MXenes以及相关材料的开发、合成和应用提供了思路,这种新型MXenes 材料可以用于能量存储与转换、电子和催化等领域。     

多孔聚合物的纳米形貌设计与多功能集成研究进展

多孔聚合物因具有独特的结构优势,如比表面积高、孔结构可控、密度低、表面与骨架化学环境易剪裁等,在气体存储、催化、传感、药物传递和分离等应用方面表现出优异的性能,受到了广泛关注。近年来,各种新型多孔聚合物已成为材料和化学研究领域的"新宠"。然而,孔结构精确调控、纳米形貌可控构筑以及功能组分的定制与集成,依然是多孔聚合物设计制备与应用所面临的难点与挑战。中山大学吴丁财教授团队在新型多孔聚合物的设计制备与应用方面开展了一系列研究工作,取得了重要进展。本文对他们研究工作的最新进展作了简要的评述。     

二维纳米材料的改性及其环境污染物治理方面的应用

二维纳米材料是一类具有类似二维平面形态,且厚度在纳米级甚至数个原子层的材料,其种类繁多并且具有很多与体相材料不同的物化性质,在众多领域受到了广泛关注。二维纳米材料在催化降解、吸脱附、过滤、传感检测等领域具有可观的应用潜力,还可用于环境污染的防治。通过形貌、元素、基团、缺陷的修饰、改性和材料合成等策略可以调控二维纳米材料的性质,从而研发新的材料体系或者改善二维纳米材料的性能。本文首先归纳了二维纳米材料的种类,并重点阐述了各种改性策略的作用及研究现状,以及改性的二维纳米材料在治理水体污染、大气污染和污染物检测等方面的应用,为二维纳米材料在环境治理领域的发展现状作了系统介绍和展望。     

一维铁磁金属纳米材料的制备、结构调控及其磁性能

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应,而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性,是构筑新型电磁功能材料的重要组元,在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索,重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比）,晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律,指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法,研究一维材料的定向排布及组装技术,并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。     

水滑石基催化剂催化合成碳纳米材料的研究进展

碳纳米材料是一类推动能源存储、 多相催化、 高性能复合和生物医药等领域发展的重要材料, 可控合成碳纳米材料对相关领域的发展具有重要意义. 水滑石(LDHs)材料具有层板金属种类及含量可调等特点, 经焙烧、 还原后可制备出金属种类、 密度和粒径分布各异的高分散、 高稳定金属纳米催化剂, 可实现高效催化生长各种类型的碳纳米材料. 此外, 通过调控反应条件和反应器等, 可以影响LDHs基金属纳米催化剂催化生长的碳纳米材料的结构和性能. 本文总结了LDHs基金属纳米催化剂的可控制备、 碳纳米材料结构调控以及利用LDHs基催化剂制备的碳纳米材料的应用等方面的研究工作, 并阐明了催化剂的可控制备是控制合成碳纳米材料的核心手段, 这为利用LDHs基催化剂进一步合成更高性能碳纳米材料的研究指明了方向. 此外, 本文还结合近些年在光、 电及光热催化方面的研究进展, 展望了基于新型LDHs纳米结构生长碳纳米材料的研究前景.     

二维光催化材料

正二维纳米材料是一类性能独特且有良好前景的光催化材料。二维材料表面原子排列通常与块体材料不同,对表面性质和界面电荷转移有显著影响,展现出独特的表/界面特性。近年来,各类二维纳米材料合成方法和表面改性策略的快速发展,在光催化性能提升和能源环境领域应用等方面发挥了重要作用。本专刊邀请了从事光催化研究的学者,分享了他们在二维光催化材料方面的最新研究成果。     

二维高分子的制备、组装及其高效电化学应用

二维高分子是通过共价键连接的在二维平面内具有周期性排列结构的分子片,因其具备质轻、柔性、可调结构和高适应性等优点近年来受到了国内外研究学者的广泛关注.可控制备二维高分子对于研究二维高分子的结构与性能关系、合成特定功能化改性的二维高分子具有重要的意义.本文以本课题组的研究工作为出发点首先围绕一种天然二维高分子材料(石墨烯...     

二维过渡金属硫族化合物在生物医学中的应用

二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯纳米材料发展之后一类新型的二维纳米材料. 由于其特殊的物理化学性质, TMDs二维纳米材料在能源、光电器件、催化反应等多个领域引起了人们广泛的研究兴趣. 近年来这类材料在纳米生物医学方面也得到人们广泛的关注. 这篇综述简单介绍TMDs二维层状纳米材料的制备、表面修饰、生物成像、肿瘤治疗和毒理学研究, 并对二维TMDs纳米材料未来在生物医学领域的发展做出展望.     

二维材料的凝胶化及电化学储能应用

近年来, 二维材料由于其独特的结构以及高电化学活性在储能领域中备受关注. 然而在实际应用中, 二维材料的“面-面”堆叠极大地限制了其性能的发挥. 凝胶化作为实现纳米材料液相三维组装的重要手段, 不仅可以有效减少二维材料的团聚, 保留更多活性位点, 同时形成的三维网络结构可以提供畅通的离子电子传输通道, 提升材料在储能应用中的实用性. 不仅如此, 二维材料的凝胶化在电极材料孔结构设计以及活性物质缓冲空间定制方面具有先天优势. 本文以氧化石墨烯凝胶化过程的方法和原理为基础, 综合评述了石墨烯及其它几类较典型的二维材料的凝胶化机制及方法, 梳理了其孔结构调控策略, 并对凝胶化二维储能材料的设计以及应用进行了归纳、 总结及展望.     

二维金属纳米材料的合成及电催化应用的研究进展

基于各种电化学过程的能源转化技术是未来可持续能源利用和发展的关键, 而催化剂在其中扮演着非常重要的角色. 二维金属纳米材料因其独特的物理化学性质在许多电催化反应中都展现出巨大的应用潜力, 也因此受到了广泛关注. 本文介绍了二维金属纳米材料的常见合成方法与策略, 并综合评述了近年来该类材料在电催化应用领域中的研究进展, 重点探讨了材料的组分和微观结构等因素对其性能的影响机理, 最后对二维金属纳米材料目前所面临的挑战以及未来的研究方向进行了总结与展望.     

铁氧体磁纳米结构的制备、表征及其在靶向药物释放领域的应用研究

以应用需求为目的对纳米材料的组成、结构和形貌进行设计合成是当前纳米材料化学研究的热点问题之一.磁性中空纳米结构及一维磁纳米结构在生物医学、催化、电子、信息以及纳米器件等领域都具有广泛的应用,有关其制备和应用方面的研究倍受科学家们的关注.本论文主要以实现磁纳米结构的生物医学应用功能为目的,设计材料的结构并通过一些简单有效的化学方法来实现磁纳米材料的组成、结构和性能的可控制备,为促进其应用提供良好的材料基础,同时初步探索磁性纳米材料在靶向药物释放方面的应用.论文主要包括如下内容.     

高介电性能石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

石墨烯作为一种新型二维平面纳米材料,表现出许多优异的物理性质.将石墨烯与聚合物复合,利用其独特的结构及物理性质,有望开发一类具有卓越介电性能的纳米复合电介质材料.本文总结了高介电石墨烯/聚合物纳米复合材料这一研究方向的最新进展,重点介绍了石墨烯提高聚合物基体介电性能的基本理论、石墨烯/聚合物界面对复合电介质性能的影响等,并简要展望了这类材料的发展前景.     

石墨烯/偶氮杂化材料研究进展

石墨烯作为一种新型二维平面纳米材料,表现出许多优异的物理性质.含偶氮苯的化合物和聚合物作为功能材料具有独特的光响应性质.将石墨烯的特性与偶氮材料的光响应性相结合,有望发展一类具有卓越性能的新型光电功能材料.本文总结了石墨烯/偶氮杂化材料这一研究方向的最新进展,重点介绍了杂化材料的制备、表征和光电功能性质等,并简要展望了这类材料的发展前景.