二维晶体MXene的制备与性能研究进展

MXene是一种新型过渡金属碳化物二维晶体,具有和石墨烯类似的结构.化学式为Mn+1Xn,其中n=1、2、3,M为早期过渡金属元素,X为碳或氮元素.这一类材料可以通过氢氟酸解离层状陶瓷材料MAX相获得,具有优异的力学、电子、磁学等性能.MXene是一种很有前途的新型锂离子电池负极材料,可以用在新型复合材料增强体,可以作为高温润滑材料.这种材料在储能、电子、润滑等领域具有重要的应用价值.本文介绍了该类材料的制备方法、性能、潜在应用及其研究现状.     

基于二维材料架构的先进电子和光电子器件

自二维材料石墨烯被首次报道以来,越来越多的新兴二维材料也相继被研究报道,近年来,随着科学技术的进一步发展,对二维材料的研究也进一步扩宽。具有半金属性质零带隙的石墨烯材料、带隙可调的二维层状过渡金属硫族化合物以及其他一些结构类石墨烯的层状材料都被研究并应用于制备各类电子和光电子器件中。本文综述了几种不同类型的二维材料,包括它们的基本特性以及在电子和光电子器件领域中的应用,简述了其在场效应晶体管、光电探测器和气体传感器中的研究。     

聚苯胺/二氧化锰/聚吡咯复合纳米球的制备及其电化学储能性

利用化学合成法成功制备了尺寸分布均一的聚吡咯(polypyrrole,PPy)纳米球,通过酸解法将KMnO₄分解成MnO₂纳米片原位生长在PPy纳米球表面,然后采用稀溶液合成法将聚苯胺(polyaniline,PANI)生长在MnO₂表面,得到PANI@MnO₂@PPy三元复合材料。扫描电子显微镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱证实PANI@MnO₂@PPy成功合成。通过溶液涂覆法,将PANI@MnO₂@PPy三元复合材料制备成电极并测定其电化学储能性,在1 mol·L^-1 Na₂SO₄电解质溶液中,当电流密度为0.5 A·g^-1时,PANI@MnO₂@PPy电极的比电容量约为357 F·g^-1,是MnO₂@PPy电极的1.96倍;当电流密度从0.5 A·g^-1...     

浅谈超级电容器电极材料的研究进展

介绍了碳材料、金属氧化物和导电聚合物及其复合材料等超级电容器电极材料的研究现状,并指出其发展方向是制备性能优异的复合材料和实现材料纳米化。     

超级电容器用二维Ti3C2Tx过渡金属碳/氮化物材料的研究进展

近年来二维过渡金属碳/氮化物(MXene)材料由于其独特的物理/化学性能,在储能领域引起广泛的关注。其中以二维Ti3C2Tx材料的研究最为普遍。MAX相是一类三元氮化物和/或碳化物,其化学式为Mn+1AXn (n=1~3),M代表过渡金属元素(如Sc, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo等),X是碳和/或氮,A主要是IIIA或IVA族元素。根据n不同,MAX相的晶体结构包括3种类型。MAX相中,M?X和M?A键强度都很高。无法通过剪切或其它机械方法分层剥离。由于M?A键比M?X键具有更高的化学活性,可以通过化学刻蚀M?A键并辅助剥离方法获得单层/少层的MXenes材料。表面基团随机分布,对电化学性能有重要的影响。调控表面基团的种类和数量是当前研究的重要内容。本工作介绍了MXene相的基本结构,分析了相结构与性能的关系。总结了通过离子插入、热处理、表面改性、电极设计和元素掺杂等手段改善MXene相材料电化学性能的研究进展,简要介绍了MXenes与碳材料、氧化物、聚合物复合在超级电容器领域中的应用进展。对MXene相材料的结构、制备及电化学性能等方面进行了综述,指出了MXene相材料用于超级电容器领域存在的主要问题及未来的发展方向。     

三维有序大孔材料的制备及在催化领域的应用

三维有序大孔材料具有均一、有序的大孔结构,制备3DOM材料主要以胶体晶体模板法为主;综述了以胶体晶体模板;技术制备金属、金属氧化物、聚合物、碳材料等各类三维有序大孔材料的方法,从制备和催化应用两方面介绍了三维有序大孔材料的研究进展;评述了三维有序大孔材料多孔结构应用于催化领域的优势,并对其中的不足提出了加以改善的措施.