零维、一维和二维ZnO纳米材料的应用研究进展

氧化锌宽禁带半导体不仅具有优异光电性质,而且包含丰富的零维、一维和二维纳米结构。本文主要从零维、一维和二维氧化锌纳米结构的角度出发,分别论述其在光催化器件、气体探测器、太阳能电池、光探测器、发光二极管、激光器、压电转换器件和阻变存储器应用领域的研究进展,并横向对照3种维度氧化锌纳米材料在不同器件领域的应用情况,分析总结不同维度各自物理特性优势发挥的应用器件,最后对氧化锌纳米材料应用面临的难实现p型掺杂等问题进行了展望。     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到。其通式可表示为M_(n+1)X_nT_x,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,T_x代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等)。采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene。MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值。文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向。     

从零维到一维递变氧化锡纳米材料的可控制备

为了研究纳米半导体材料的量子限域效应与形貌和结构的关系,本文以SnCl4.5H2O和不同的有机酸以及不同的胺类有机物为反应物,通过溶剂热法制备了不同形貌的氧化锡纳米材料。在其它实验条件相同的前提下,通过配制不同的反应物体系,通过在同一反应体系中经过不同的溶剂热反应时间,均成功获得了从零维到一维递变的不同长径比的氧化锡纳米材料,包括纳米点、纳米棒、纳米线等。本文还尝试了在同一反应体系中使用不同的表面活性剂的方法,虽然没有获得从零维到一维递变的产物,但产物仍然具有不同形貌。     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到.其通式可表示为Mn+1XnTx,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,Tx代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等).采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene.MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值.文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向.     

一维纳米材料的研究进展

近年来，一维纳米材料倍受人们的关注，其研究也取得了突破性的进展。本文概述了一维纳米材料的研究进展，详细讨论了其分类、制备方法、表征手段。最后扼要介绍了其在各个领域的最新应用。     

一维纳米材料的研究进展

一维纳米材料因其优异的光学、电学及力学性能等特性而引起了凝聚物理界、化学界和材料界科学家们的关注,近年来成为纳米材料研究的热点.综述了一维纳米材料的种类,常用制备方法;介绍了一维纳米材料制备的最新进展,以及一维纳米材料的应用.     

二维纳米材料改性环氧树脂的研究进展

环氧树脂作为一类重要的基础材料,在复合材料、防腐涂料和电子封装材料等领域有着重要的应用.二维纳米材料因其独特的性能已成为近年来的研究热点之一.环氧树脂/二维纳米材料复合材料不仅能改善环氧树脂的力学性能,还可赋予材料优异的导电性、导热性、电绝缘性和阻燃性等.本文系统地梳理了石墨烯及氧化石墨烯、氮化硼、金属有机骨架化合物、迈克烯和层状双金属氢氧化物等近年来研究较多的二维纳米材料对环氧树脂的改性,并对环氧树脂的未来发展前景和其他潜在应用进行了展望.     

一维V2O5纳米材料的研究进展

一维V2O5是一种非常重要的纳米尺度的材料，可广泛应用于催化剂、电致变色器件、电化学、场效应管、传感器、自旋电子器件以及纳米光刻模板等领域，综述了不同形态的一维V2O5纳米材料（包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带）的制备方法及其电、磁、电化学和光学性质的最新研究进展。     

光催化还原CO_2材料的研究进展

利用清洁可再生太阳能光催化还原CO_2为碳氢燃料,既可达到节能减排和抑制温室效应之目的,又能缓解能源短缺问题,实现环境保护与CO_2资源化的双重效益。本文对国内外的光催化还原CO_2材料体系进行整理归纳,将其分为六大体系:TiO_2体系,其他金属化合物体系,MOFs、ZIFs体系,硅酸盐、沸石体系,石墨烯体系及有机超分子催化剂体系。重点介绍了不同光催化材料的制备方法及其催化产物分布,并展望了光催化材料的研究前沿。     

一维碳化硅纳米材料的研究进展

介绍了具有一维纳米结构的碳化硅(SiC)如SiC纳米棒、纳米线、纳米管、纳米带的制备方法,着重介绍了碳纳米管模板生长法、碳还原法、激光烧蚀法、电弧放电法、流动催化剂法和热解有机前驱体法以及它们的生长机理,并对这几种方法的优缺点进行了分析,指出了目前研究一维纳米SiC中存在的问题和未来发展方向.     

一维Si纳米材料的研究进展

基于量子限域效应,一维Si纳米材料(硅纳米线等)具有体材料硅所不具备的特异的光学、电学、机械和化学性质,在纳光电子学领域具有潜在的应用价值.通过掺杂或与其它材料的复合,硅纳米线可以用于制作纳电子器件的关键组件,既能作为功能单元也能用于器件互连.综述了硅纳米线(硅纳米管)的制备方法、生长机制、性质及应用和近年来的研究新进展.     

聚合物一维纳米材料的研究进展

综述了聚合物纳米线和纳米管等聚合物一维纳米材料的制备方法、机理和应用。聚合物纳米线的制备方法主要有静电纺丝法、多孔模板法、自组装法三种。聚合物纳米管的制备包括多孔模板法、线模板法、自组装法等方法。本文评述了其研究现状,展望了其可能的应用前景。     

一维硅纳米材料的研究进展

作为微电子领域最重要的半导体材料,硅的一维纳米结构在器件组装、纳米尺寸磁性器件、光电子等领域具有重要的作用,已经成为国际上材料科学研究的一个热点.从制备方法、应用前景等方面综述了国际上关于纳米硅丝和纳米硅管的研究进展,并提出今后的研究方向.     

一维氧化镓纳米材料研究进展

随着纳米材料制备技术和性能研究的发展,一维纳米材料日益受到人们的关注.简要介绍了一维氧化镓纳米材料的制备方法及其光致发光机理,并指出了当前研究过程中存在的问题和可能的发展方向.     

氮化硼二维纳米材料剥离制备技术研究进展

氮化硼二维纳米材料具有与石墨烯相当的强度、较宽的带隙、优良的化学稳定性和热稳定性,在绝缘、含氧、高温的条件下具有独特的应用价值,其制备技术及性能的研究是近年来材料科学领域研究的热点之一。剥离制备方法尤其是化学剥离法具有成本低、质量好、容易控制等优点,是制备氮化硼二维纳米材料的有效方法。本文详述了各种剥离方法制备氮化硼二维纳米材料的现状、存在的问题,指出深入研究剥离机理、开发新型高效剥离方法、制备稳定单层氮化硼应该是今后本领域的重点研究方向。     

新型二维层状纳米材料的抗菌研究进展

近年来,抗生素耐药菌在全球范围内得到迅速而广泛地传播,新型抗菌药物的开发刻不容缓。随着生物纳米技术的发展,二维层状纳米材料有望成为处理耐药菌的替代选择。本文综述了石墨烯及其衍生物(GMs)、过渡金属硫化物(TMDs)、层状双氢氧化物(LDHs)及MXenes二维层状纳米材料的结构特征及其抗菌应用的最新报道,讨论了材料的抗菌机制,例如物理/机械损伤、脂质提取、氧化应激和光热/光动力效应等。最后,本文针对二维层状纳米材料的抗菌应用前景进行了展望:(1)材料特有的空间结构及优异的生物相容性决定了其可以作为抗菌药物的理想载体;(2)优异的光动力和光热杀菌效应使它具有治疗局部皮肤感染的强大潜力;(3)拥有光催化抗菌特性的2D材料可制成抗菌涂层,实现简易的原位消毒,有望应用于无菌医疗设备中。     

二维和零维纳米材料协同增强的高性能纳米复合材料

将二维蒙脱土和零维纳米TiO_2共同复合到环氧树脂中,成功地制备出一种高性能有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。力学性能测试和热分析显示,该复合材料在拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、玻璃化转变温度、热分解温度上都明显优于纯环氧树脂,也优于有机蒙脱土/环氧树脂复合材料和纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。XRD检测和透射电子显微镜观察显示,在有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料中,蒙脱土被完全剥离为纳米单片,和纳米TiO_2交错分布于环氧树脂中。选择适宜的两种维度的纳米材料复合于聚合物中,是制备新型高性能复合材料的成功思路。     

光电催化还原CO_2为气体燃料的研究进展

阐述了近年来国内外有关光电催化还原CO_2为气体燃料的相关研究。从光电催化还原CO_2的机理出发,对光电催化还原CO_2合成气体燃料的影响因素,包括光源、反应器、光照时间和所用催化剂等进行分类探讨。认为高效的光电催化剂和优良的反应器对该领域的研究有至关重要的作用,提出了今后的研究方向。     

低维稀土纳米材料的制备及催化应用研究进展

稀土纳米材料以其独特的电子层结构，在化学反应中表现出优良的催化性能，其中低维纳米材料因更高的比表面积及活性位数量，催化性能更优。针对低维稀土纳米材料制备技术及形貌控制，介绍了固相法、液相法、气相法等制备方法，论述了各方法对纳米材料形貌的影响因素及控制方案，分析了各方法的优缺点及国内外研究进展，同时综述了低维稀土纳米材料在光催化、电催化、汽车尾气处理、催化燃烧等方面的应用，总结了稀土的催化作用机制及取得的研究成果，并针对稀土纳米材料领域的发展进行展望。     

一维硫化锌纳米材料的制备研究进展

硫化锌(ZnS)是一种重要的无毒半导体材料,具有较宽的禁带宽度及特殊的光电性质。一维纳米ZnS因其在科学研究和技术领域的重要应用价值,更是引起了广泛关注。综述了ZnS一维纳米材料的制备方法,并对其发展趋势和前景进行了展望。