二維納米材料的案例
新加坡南洋理工大學Nature Catalysis:二維材料在電催化中的應用
【引言】
二維材料的概念最初是由石墨烯引入的。石墨烯是一種從石墨中剝離出的單原子層碳材料，具有顯著的各向異性和電子特性。在科學家的努力下，其他種類的超薄二維納米材料被開發(fā)出來，其中包括單層或幾層的過渡金屬二硫化物、金屬氧化物、層狀雙氫氧化物、六方氮化硼、石墨氮化碳、金屬碳化物、金屬氮化物以及一系列單元素化合物，比如黑磷、單層砷烯、銻烯等。這些材料具有單原子和幾個原子的厚度，層與層之間具有獨特的鍵合作用。這些材料在平面內具有很強的共價鍵合作用，以及層與層之間較弱的范德華作用。這種較弱的范德華作用使其可以很容易地從材料本體剝離形成超薄的納米片層。這些超薄的納米片層由于各向異性，會和本體材料有完全不同的性質。
二維納米材料由于層狀的性質，早期被用于潤滑劑。通過科學家的努力，二維材料憑借其電子結構和獨特的物理性質在很多方面都有應用。石墨烯是一種零能量的半金屬，因為電子高度流動，從而展現(xiàn)出卓越的導電性。通過調整過渡金屬和硫化物種類，過渡金屬二硫化物可以實現(xiàn)作為半導體、絕緣體和純金屬的屬性。絕緣體h-BN和半導體g-C3N4具有很好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。二維納米材料的這些性質，使其被廣泛地應用在電子器件、傳感器和催化等方面。由于可持續(xù)能源的發(fā)展，二維材料在這些領域的應用因為受到的廣泛的關注和發(fā)展。電催化是未來清潔能源的核心，而二維材料是傳統(tǒng)貴金屬催化劑的很好的替代品。
二維材料在催化領域應用的潛力主要可以概括為三個方面：較大的表面積、機械性能以及很強的傳導性（熱和電）。二維材料較大的比表面積可以提供較多表面活性位點；優(yōu)異的機械性能可以提供催化的持久性；熱導率可以輔助反應中產(chǎn)生的熱擴散。
展開 二維納米材料——類水滑石（LDHs）用于氣體和液體膜分離過程的最新研究進展
【引言】
最近，由于二維納米材料具有獨特的理化性質、微觀結構和孔徑篩分的特性，常用于設計高性能的分離膜，突破Robeson上限。其中，類水滑石（LDHs）作為一類二維納米材料，具有均勻的層間通道，允許在通道高度與客體分子的動力學直徑相當?shù)臈l件下進行精確的篩分。因此，在膜分離方面展現(xiàn)出良好的應用前景，被認為是制備高性能分離膜的理想材料。
【成果簡介】
近日，寧波大學的李硯碩教授和大連理工大學的劉毅教授（共同通訊作者）等人首次總結了LDHs納米材料用于氣體和液體膜分離過程的最新研究進展，包括其制備、結構、性質及應用，并展望了LDHs在膜分離領域的發(fā)展前景。在J. Membr. Sci 上發(fā)表了“Recent advances in layered double hydroxides (LDHs) as two-dimensional membrane materials for gas and liquid separations”的綜述論文。作者闡述了LDHs納米材料的制備、剝離和修飾方法，并詳細的介紹了引入LDHs在氣體和液體分離膜中所起的作用。該論文的第一作者為寧波大學的逯鵬博士，北京林業(yè)大學的王強教授為合作作者。
【圖文導讀】
1.LDH
s
的結構
和修飾
圖1.
展開 納米材料保護壁畫
近日，材料領域權威期刊Advanced Functional Materials在線發(fā)表了西工大納米能源材料研究中心題為“Graphene-Enhanced Nanomaterials for Wall Painting Protection”的研究性論文，并被選為封面類文章。該論文以中心博士研究生朱金萌為第一作者，魏秉慶教授和李炫華教授為通訊作者。
Advanced Functional Materials創(chuàng)刊于2001年, 由德國Wiley-VCH出版社出版，是材料學領域最具影響力的期刊之一，期刊論文評選嚴格，在納米材料、物理、化學等領域都具有很大學術影響力。當前影響因子為13.32。
一直以來，作為寶貴財富的古代館藏壁畫日益受到嚴重的損壞。由于極好的兼容性，無機納米材料[如納米Ca(OH)2]作為一種具有良好前景的壁畫保護材料而受到廣泛關注。然而，到目前為止，其合成方法仍然成本高，操作復雜，而且通常使用有機溶劑。此外，Ca(OH)2的粒徑大、碳化慢、加固強度低等問題仍未得到解決。
本工作通過采用簡便經(jīng)濟的水溶液方法巧妙地合成Ca(OH)2/石墨烯量子點(GQD)[Ca(OH)2/GQD]雜化納米材料，提出了全新的壁畫保護概念“石墨烯增強納米材料對壁畫的保護”。研究結果顯示，Ca(OH)2/GQD納米材料的顆粒小（約80納米）、尺寸均勻，且對壁畫顏料具有強的粘附性。更重要的是，由于GQD的存在，Ca(OH)2完全碳化成一種穩(wěn)定的“方解石”相，該相對于壁畫加固十分重要。
此外，Ca(OH)2/GQD具有抗紫外線能力。比較結果顯示，Ca(OH)2/GQD雜化納米材料相對已報到的氫氧化鈣保護材料具有更好的保護效果，開辟了新興二維納米材料應用于文化遺產(chǎn)保護新的方向。
展開 Sci.綜述: 富勒烯-二維納米材料復合材料及其在催化、器件中的應用
與石墨烯和g-C3N4類似，構筑MoS2與包括富勒烯在內的其他功能材料的復合材料可有效提高MoS2的光催化制氫活性。
5．富勒烯/其他二維材料的復合材料
2D h-BN是一種sp2雜化的寬帶隙半導體(5-6eV)，其具有類似于石墨烯的結構。作為間接帶隙半導體，h-BN具有獨特的電子特性、較低的介電常數(shù)、較高的導熱率和化學惰性。雖然h-BN是絕緣體，但其電子特性可以通過摻雜、取代、官能化和復合來容易地調控。鑒于C60具有較窄的帶隙，將h-BN與C60復合是調節(jié)h-BN的電子性質的有效策略。
黑磷(BP)具有0.3~2.0 eV范圍內可調直接帶隙的獨特能帶結構以及約1000 cm2·V-1·s-1的較高電荷載流子遷移率，作為2D納米材料的新成員之一，其在晶體管、生物醫(yī)學以及能量轉換和存儲等領域具有廣泛應用。然而，2D BP納米片在環(huán)境條件下容易被氧化，因為每個磷原子具有孤對電子，其容易與吸附在BP納米片表面上的氧反應。因此，改善BP的環(huán)境穩(wěn)定性是其實際應用的先決條件，將BP與另一種穩(wěn)定的功能材料復合是解決方案之一。盡管有關BP與其他2D納米材料(尤其是石墨烯)復合已廣泛報道，但很少有關于BP和富勒烯復合的研究報道。2014年，研究人員類比BP-石墨復合材料的制備，通過機械化學球磨方法合成了BP-C60復合材料。
【小結】
綜上所述，2D納米材料與富勒烯復合不僅可以實現(xiàn)2D納米材料的物理/化學性質的調控，而且還可以誘導2D納米材料產(chǎn)生新的性質，從而顯著擴展2D納米材料的功能和應用。
展開 
二維MXenes及其納米復合材料的表面與異質表面工程-電催化與光催化研究
MXene復合體系HER研究
在電催化方面，研究表明不同官能團對于MXene電催化性能有著十分顯著的影響，其課題組通過實驗和理論兩方面進行驗證發(fā)現(xiàn)表面覆蓋氟官能團的MXene材料對于產(chǎn)氫催化有著積極地影響。在實驗上，Mo2C是一種最為常見的電催化MXene材料，諸如Mo2C/2D-NPCs、氮摻雜的Mo2C[8]納米片都表現(xiàn)出了很好的電催化性能。
2.3 MXene在CO2RR催化方面的研究
圖8. MXene在
CO2
RR方面的理論研究
李能教授課題組從新型二維材料MXene 的表界面結構的結構計算設計出發(fā)、深入研究CO2捕獲與光催化還原的電子輸運物理機制，提出實現(xiàn)新型的高效光催化還原CO2材料體系的策略；研究了在酸性條件下，MXene-Tx(T=OH)中的羥基還原成H2O 的電化學機理，從理論上證明了形成干凈的MXene 表面的可行性。同時，武漢理工大學余家國課題組合成了2D/2D超薄Ti3C2/Bi2WO6異質結納米復合材料，發(fā)現(xiàn)其在CO2RR方面催化性能有有明顯的提升。
2.4. MXene在N2RR及其他環(huán)境催化方面的研究
李能教授及其合作者，運用第一性原理計算，證實了MXene 能作為良好的催化還原N2為人工合成氨的載體；同時在有機污染物降解方面，解修強等人合成了Ti3C2/CdS 2D/2D復合材料，Ti3C2Tx助催化劑不僅用為電子介體增強對CdS中電子的提取，也抑制了空穴的光腐蝕作用，使得電子的壽命得到了提升。
展開 深大《AFM》：首次提出一種二維納米材料實現(xiàn)高性能鋅離子電池
這項工作為合理設計高能量和高功率密度的電極材料開辟了一條有效途徑。
V2CTx是MXene家族的典型成員，具有高活性，來源于其亞穩(wěn)態(tài)表面，當暴露于水或空氣中時，會逐漸氧化，這導致最外層的V原子的化合價發(fā)生變化。這啟發(fā)研究人員通過原位調節(jié)表面釩價來釋放V2CTx儲存鋅離子的潛力，使多電子氧化還原反應成為現(xiàn)實。如圖1a所示，手風琴狀的V2CTx是通過在中從V2AlC前體選擇性蝕刻鋁原子而制備的。如圖1b–e所示，除了過度氧化的2.0-V2CTx外，所有活化陰極都繼承了V2CTx的手風琴狀結構。有趣的是，隨著活化電壓的增加，由于外表面涂層的快速生長，原始V2CTx的銳邊和光滑表面變得越來越模糊和粗糙。
圖1 不同活化電壓下V2CTx陰極的示意圖、形貌和結構演變過程。a)顯示V2CTx陰極的化合價調節(jié)的示意圖。b–e)原始V2CTx、1.4-V2CTx、1.8-V2CTx和2.0-V2CTx的掃描電鏡圖像。f)透射電子顯微鏡圖像，g) HRTEM圖像。h)1.8-V2CTX的EDX元素圖。I)原始V2CTx、1.4-V2CTx、1.8-V2CTx和2.0-V2CTx的XRD圖案。
V2CTx陰極的氧化會同時誘發(fā)V在充電活化過程中的價態(tài)變化，這一點用X射線光電子能譜(XPS)進行了詳細研究，如圖2所示。
圖2 不同活化電壓下V2CTx陰極的化學狀態(tài)和電子結構。a–c)原始V2CTx、1.4-V2CTx和1.8-V2CTx的釩XPS光譜。蝕刻深度為50、100和200納米的1.8-V2CTx的XPS光譜。原始V2CTx、1.4-V2CTx和1.8-V2CTx的擴展X射線吸收近邊緣結構(XANES)光譜和傅里葉變換的V-K邊緣EXAFS光譜。
展開 .: 二維發(fā)光材料：制備、性能和應用
【內容簡介】
在過去十幾年中，得益于科研工作者的不懈努力，二維材料在基礎研究和技術開發(fā)等方面都取得了巨大的進步。其中，如過渡金屬硫化物、黑磷等無機二維發(fā)光材料由于其獨特的電子學、光學和光電特性而受到越來越廣泛的關注。研究人員通過調整二維材料的層數(shù)、設計其介電環(huán)境以及形成合金、創(chuàng)建范德華異質結構等方法來調節(jié)它們的物理性質，而這些性質的調控使此類材料衍生出許多新穎的發(fā)光特性，從而拓展了它們在照明、成像和傳感方面的潛在應用。近幾年，隨著二維材料版圖的進一步擴展，如二維聚合物、金屬-有機框架和有機-無機雜化鈣鈦礦等二維有機和有機-無機雜化材料也以低成本、化學多功能性和溶液加工性等優(yōu)點成為熱點研究對象。尤其重要的是，此類二維材料的組成和結構可以在分子層面進行合理的設計和可控的修飾，進一步拓展了它們性能的可調節(jié)性與應用范圍。
近日，西北工業(yè)大學的黃維院士與南京工業(yè)大學的黃曉教授、陳永華教授（共同通訊）聯(lián)合在Chem. Soc. Rev.上發(fā)表綜述文章，題為：Two-dimensional light-emitting materials: preparation, properties and applications。第一作者為王志偉博士和仇晶晶碩士。作者將二維發(fā)光材料歸納為三大類，即二維無機發(fā)光材料、二維有機發(fā)光材料和二維有機-無機雜化發(fā)光材料，并對其制備、性質及應用進行了點評。作者闡述了每一類材料的制備方法并討論它們的結構和化學性質，特別對結構與發(fā)光特性之間的關系進行了重點討論。最后，作者對二維發(fā)光材料目前的潛在應用以及發(fā)展中的挑戰(zhàn)和未來機遇進行了展望。
【圖文介紹】
圖1.
展開 哈佛醫(yī)學院陶偉教授團隊《Acc. Mater. Res.》正封面論文：黑磷在生物醫(yī)學應用中的“進化史
二維納米材料因其具有良好的機械柔性、優(yōu)異的導電性、廣譜光吸收、易功能化和大的比表面積體積比等特性，在基礎研究和實際應用中得到了廣泛的關注。黑磷（BP）作為后石墨烯時代典型的二維納米材料，自2014年首次剝離和“再發(fā)現(xiàn)”以來，以其獨特的結構和性能在各科學技術學科中占據(jù)突出地位。獨特的幾何結構和電子結構使BP具有不同于其他二維材料的優(yōu)異的力學、電導率、光學、熱電和拓撲等性能，從而使BP在儲能、催化、光電子、生物醫(yī)學等領域得到廣泛應用。
在生物醫(yī)學的應用中，BP由于具備良好的體內生物相容性、高載藥能力、優(yōu)異的光學性質、良好的表面活性以及無毒的生物降解性而備受關注（Chemical Society Reviews 2019, 48(11): 2891-2912; Matter 2020, 2(2): 297-322; Chemical Society Reviews 2021, 50(4): 2260-2279）。近年來，BP基復合材料在抗腫瘤、抗菌、成骨、生物傳感器、傷口愈合、生物催化以及其他一些特殊的生物成像等方面的應用也在迅速發(fā)展。與石墨烯類似，基于BP基材料同樣也是未來生物醫(yī)用領域的“明星”材料，但它們的實際應用性仍然極具挑戰(zhàn)。推進BP基材料實際應用的最為有效途徑是在BP上錨定功能化輔助劑，以提高其性能、滿足某些特定的要求。因此，系統(tǒng)地揭示BP從單元素材料到復合材料的發(fā)展歷程、充分了解BP的生物效應，將會有效地推進基于BP材料未來在生物醫(yī)學領域中的應用。
展開 Nature：垂直排列的液晶MXenes的電容與其厚度無關
二維（2D）材料由于其較大的比表面積和無固相擴散等優(yōu)點，已經(jīng)成為一種具有優(yōu)異性能的（高能量密度和高功率密度）電極材料。然而，傳統(tǒng)的電極制備方法常常會使二維材料重新堆疊，限制了薄膜內離子的傳輸，同時也會導致電極的電化學性能大大地依賴于薄膜的厚度。一些促進離子傳輸?shù)牟呗裕缤ㄟ^插層擴大其層間距或者設計納米構架來引入薄膜孔，會導致材料的體積儲能降低，而且在高的充放電速率下會使得離子傳輸路徑變得更長更復雜而降低其性能。二維薄片的垂直排列能夠實現(xiàn)定向離子傳輸，這樣就使得薄膜的電化學性能與厚度無關。然而，迄今為止只報道了極少成功的例子，而且當使用厚度接近或者超過工業(yè)標準（100 μm）的二維納米材料的薄膜時，其性能損失的減小仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。
MXene，一類新型二維納米材料，其主要通過氫氟酸或氟化物和強的無機酸混合來刻蝕MAX相或類MAX相材料所得。其中M是前過渡金屬元素，X是碳（C）、氮（N）或者碳氮（CN），一般還有表面端基，如-F、-O、-OH等，其中Ti3C2Tx是目前研究最廣泛的一種MXene材料。
【成果簡介】
近期，賓夕法尼亞大學Shu Yang教授和德雷塞爾大學Yury Gogotsi（共同通訊作者）合作進行了一項嶄新的研究：二維MXene（Ti3C2Tx薄膜）材料液晶相的垂直排列可使材料的電容與其厚度無關。研究人員通過自組裝的方法實現(xiàn)了二維Ti3C2Tx薄膜盤狀液晶相的垂直排列，所得的電極薄膜展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其性能幾乎與薄膜的厚度（200 μm）無關，這使得其在儲能領域和未來工業(yè)化具有巨大的潛力。本文所介紹的自組裝方法可規(guī)模化應用，而且這種方法也可以擴展到涉及定向傳輸?shù)钠渌w系，如催化和過濾等。
展開 《先進材料》國家納米科學中心專題綜述：抗菌碳納米材料的新進展
近日，國家納米科學中心的宮建茹課題組在國際知名期刊Advanced Materials上發(fā)表了抗菌碳納米材料的專題綜述“Antibacterial Carbon-Based Nanomaterials”（Adv. Mater. 2018, 1804838），系統(tǒng)地介紹了該研究方向近年來的重要進展。
目前，由于細菌耐藥性的廣泛出現(xiàn)和迅速傳播，現(xiàn)有的可對抗耐藥性細菌的抗生素種類極其有限，新型抗生素的開發(fā)進度緩慢，細菌感染再次被列為影響全球人類健康的重要因素之一。與傳統(tǒng)的抗生素不同，納米材料具有較強的跨膜能力、抑制外排泵的功能和不易誘發(fā)細菌耐藥性的特點，有望成為一種新型抗生素替代品。其中，碳納米材料具有高效的抗菌活性、良好的生物相容性和環(huán)境友好等特征，展現(xiàn)出巨大的抗菌應用潛力。據(jù)此，該綜述系統(tǒng)介紹了碳納米材料的重要理化性質，主要抗菌機制，其理化因素與抗菌機理的密切關聯(lián)，以及發(fā)展抗菌碳納米材料的挑戰(zhàn)和前景。
碳納米材料的主要理化性質及其抗菌機制
碳納米材料能夠通過多種機制實現(xiàn)抗菌或殺菌作用，其中包括：細菌細胞壁/細胞膜的機械性損傷、細菌的氧化應激（活性氧依賴和活性氧不依賴兩種）、光熱和光催化效應（如利用具有良好光催化性能的氮化碳納米材料，Nano Lett. 2018, 18, 5954）、脂質抽提、細菌代謝抑制、包裹隔離及其協(xié)同作用。此外，這些作用機制和碳納米材料的理化性質密切相關，如碳納米材料的維度決定了與細菌的作用方式，進而可能影響其主要的抗菌作用機制。文章討論了零維的富勒烯、納米金剛石、碳點和石墨烯量子點，一維的單壁碳管和多壁碳管，二維的碳化氮、石墨烯及其衍生物的抗菌活性和抗菌機制。除維度外，碳納米材料的尺寸、形狀、片層數(shù)及表面功能化等方面的理化性質也與其抗菌活性息息相關。例如，石墨烯量子點經(jīng)不同手性氨基酸功能化后表現(xiàn)出明顯不同的抗菌活性。
展開 Advanced Materials綜述報道：MXene基電化學器件及光電催化劑的最新進展與挑戰(zhàn)
新材料的發(fā)展及其結構優(yōu)化成為推動這些新型技術發(fā)展到實用的關鍵。二維納米材料對許多領域的基礎研究和實際應用都具有巨大的影響。石墨烯的突破性發(fā)現(xiàn)和成功應用激發(fā)了類石墨烯的原子級二維材料的快速發(fā)展，包括單元素材料（如硅烯、鍺烯、磷烯、硼烯等），雙元素材料（如氮化硼、氮化碳、過渡金屬硫化物等）和多元素（如層狀金屬氫氧化物、粘土、金屬有機骨架、共價有機骨架等）。 在后石墨烯時代，過渡金屬碳化物或氮化物（MXene）已成為一種非常重要且越來越受認可的二維納米材料。它具有許多優(yōu)越的特性包括元素組成靈活可調性，金屬特性，載流子遷移各向異性，易調的能帶隙以及良好的光學和機械性能。因此被認為是擁有巨大應用潛力的新一代儲能和能源轉化材料而備受關注。為充分利用這些屬性和進一步挖掘MXene的潛力，近年來研究學者通過插層、層離、功能化、雜化等方式，結合理論計算，開發(fā)和發(fā)展了多種新型功能型MXene納米結構如單層，多層，納米粒子，量子點以及功能復合材料。在應用于能源轉換和存儲，催化，吸附，膜分離，傳感器，場效應晶體管，光熱轉換及細胞成像等領域，展現(xiàn)了卓越的性能并取得了重要的進展。
盡管MXene的特性研究和應用潛力的開發(fā)尚處于起步階段，對該類新興二維材料的重要進展，迫切需要對其進行詳細的總結并深入地討論其在光（電）催化劑及電化學器件領域研究過程中決定材料構效及應用的關鍵因素，這對探索合適的工藝以進一步提高其光（電）性能而言非常重要。
展開 
Mater.》透明木材納米復合材料的便捷加工，具有結構顏色的等離子納米顆粒
【科研摘要】
木材是一種生態(tài)友好且豐富的基材，并且可以通過大規(guī)模納米技術進行功能化。但是，木材中的分層結構和相互連接的纖維阻礙了納米粒子向木材中的滲透。最近，
瑞典皇家理工學院
Lars A. Berglund
教授
團隊用金和銀鹽對脫木素的木材浸漬，這是通過微波輔助合成原位還原為等離激元納米顆粒。
透明生物復合材料由具有結構顏色的承重材料形式的含納米顆粒的木材制成。
著色源自納米粒子表面等離激元，其需要低尺寸的分散性和粒子分離。脫木素的木材充當綠色還原劑和納米顆粒所附著的增強支架，從而預先設計了它們在纖維“管”表面上的分布。
使用掃描透射電子顯微鏡（
STEM），能量色散光譜（EDS）和拉曼顯微鏡對納米級結構進行研究，以確定粒徑，粒徑分布以及結構與性質之間的關系。光學特性，包括對偏振光的響應，是特別令人關注的。
相關論文以題為
Facile Processing of Transparent Wood Nanocomposites with Structural Color from Plasmonic Nanoparticles
發(fā)表在《
C
hemistry of Materials
》上。
【主圖導讀】
圖
1.
（a）結構化的TW處理的示意圖：脫木質的木材中浸入了金屬鹽（銀或金），這些金屬鹽通過微波輔助合成原位還原成等離子體納米顆粒。然后將含納米顆粒的基材浸入單體中，并固化成具有結構顏色的TW復合材料。（b）輕木，脫木素的基材，銀的基材，金的基材，（c）Ag-TW和（d）Au-TW的照片。
圖
2. Ag-TW和Au-TW的光學特性：
（a）總透射率和（b）偏振分裂比。
展開 福特使用石墨烯來增強耐用性，隔音性和減輕重量
福特汽車公司（美國密歇根州迪爾伯恩）于10月9日宣布在車輛部件中使用石墨烯 - 一種二維納米材料。
石墨烯的強度是鋼的200倍，是世界上導電性最強的材料之一。它是一個很好的音障，非常薄而且靈活。這種材料在所有應用中都不具備經(jīng)濟可行性，但福特與Eagle Industries（美國密蘇里州芬頓）和XG Sciences（美國密歇根州蘭辛市）合作，已經(jīng)找到了一種在燃料導軌蓋中使用少量泵的方法。蓋子和前發(fā)動機蓋，以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢
“這方面的突破不在于材料，而在于我們如何使用它，” 福特可持續(xù)發(fā)展和新興材料高級技術負責人Debbie Mielewski說。“我們能夠使用非常小的量，不到0.5％，幫助我們在耐用性，聲音阻力和減輕重量方面取得顯著提升 - 這是其他人沒有關注的應用。”
所述的石墨烯是用泡沫成分混合，并且通過福特和供應商做的測試已經(jīng)顯示出有關在噪聲減少17％，在機械性能提高20％和在熱耐久性質提高了30％，與沒有使用的泡沫相比石墨烯。
預計到年底，石墨烯將在福特F-150和野馬以及最終其他福特汽車的十多個引擎罩部件上投入生產(chǎn)。
環(huán)氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=good&cd=11&cd2=1102
展開 MOF衍生出的二維材料在電催化中的應用
【引言】
由于具有更多的活性位點和更短的反應物/產(chǎn)物擴散路徑，二維材料近年來在點催化領域得到越來越多的應用。但目前二維材料的制備主要局限于水熱合成及液相剝離。此類方法往往具有明顯的缺陷：例如水熱不易控制材料的厚度，而液相剝離不僅產(chǎn)率較低而且操作過程經(jīng)常會使用到對人體有害的化學試劑。納米尺度的晶界缺陷工程能夠顯著提高納米電催化劑在OER、CO2還原等反應中的催化活性。因此，理論上，在二維材料內引入納米尺度的晶界缺陷可以進一步提高二維材料的電催化性能。然而，目前主要使用鋰離子電化學調控的方法來破壞晶粒得到納米多晶材料。因此，在制備方法上尚有一些困難需要克服。
【成果簡介】
美國愛荷華州立大學的科研工作者在ACS Energy Letters上，發(fā)表了題為“Defect-Rich 2D Material Networks for Advanced Oxygen Evolution Catalysts”的研究論文，并被選為期刊封面。該工作主要以室溫合成Co-MOF陣列為前驅體，通過室溫條件下乙醇溶液體系對MOF進行破壞/重組，得到納米尺度的多晶二維材料的三維網(wǎng)絡結構。堿性條件下該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性和穩(wěn)定性。該工作同時也對Co-MOF的生長及二維材料的形成機理進行了探討。
【圖文導讀】
Scheme 1. 室溫條件下Co-MOF的合成路徑及多晶二維材料的生成示意圖。
Figure 1. Co-MOF 及生成的Co(OH)
2二維材料的結構/成分表征。
Figure 2.
展開 納米級材料尺寸測量：從微觀到宏觀，納米精度，中圖智造
納米級材料尺寸如何測量？
在納米科技的浪潮中，材料尺寸的精確測量成為了科研和工業(yè)應用的關鍵。納米級材料因其物理化學特性，在電子、醫(yī)藥、能源等多個領域展現(xiàn)出廣泛的應用前景。然而，如何準確測量這些材料的尺寸，尤其是當尺寸達到納米級別時，對技術提出了高要求。中圖儀器作為一家專注于3D測量技術的高新技術企業(yè)，在這方面取得了顯著的成就。
創(chuàng)新驅動，技術領先
中圖儀器專注于精密儀器研發(fā)、制造和銷售，服務于顯微尺寸、常規(guī)尺寸和大尺寸等工業(yè)制造過程中的各種測量需求。在納米顯微測量領域，基于納米傳動與掃描技術、白光干涉與高精度3D重建技術、共聚焦測量等技術積累，推出了具有自主知識產(chǎn)權的白光干涉儀（Z向分辨率可高達0.1納米）和共聚焦顯微鏡，廣泛應用于半導體、3C電子、高校科研等行業(yè)領域。
微納米超精密測量技術，精確捕捉微觀世界
納米級測量技術是中圖儀器科技創(chuàng)新的重要體現(xiàn)。公司采用的白光干涉三維重建技術、微納米顯微測量3D軟件平臺以及微納米運動設計制造平臺，為納米級材料的尺寸測量提供了強有力的技術支撐。這些技術不僅能夠實現(xiàn)對材料表面微觀形貌的高精度測量，還能夠對材料的厚度、粗糙度等參數(shù)進行精確分析。
產(chǎn)品解決方案全面覆蓋，滿足多樣化需求
從納米到宏觀，中圖產(chǎn)品線全面覆蓋各個尺度的測量需求。
1、光學3D表面輪廓儀
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀利用白光干涉技術，結合精密Z向掃描模塊和3D建模算法，能夠對各種精密器件及材料表面進行亞納米級測量。
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