Al/2D-MoO_3纳米含能材料制备与性能研究

使用液相超声剥离方法高效、快速、方便的制备了二维三氧化钼(2D-MoO_3),所得2D-MoO_3材料大约为4～6层纳米片;采用超声分散法制备了纳米铝(n-Al)/2D-MoO_3基纳米含能材料,扫描电镜测试表面(SEM)发现,n-Al分散于2D-MoO_3纳米片表面,分散性较好;最后使用差示扫描量热(DSC)方法测定了所得纳米含能材料热行为,发现所制备的含能材料放热较为集中、反应起始早(起始温度低),证实2D MoO_3纳米片能极大增加反应活性,显示2D材料对改善异质含能组分间界面接触具有显著作用。展示了类石墨烯二维材料在纳米含能材料中巨大研究价值,为新型纳米含能材料制备提供了新思路。     

二维蒙脱石纳米片对石蜡的包覆封装及其储热调温性能EI北大核心CSCD

相变储能材料应用于建筑保温领域,以实现温度峰值荷载转移、降低建筑能耗的目的。制备了高度分散的二维蒙脱石纳米片,利用其孔(空)腔表面吸附作用包覆封装储能材料-石蜡形成了薄壳结构。研究了石蜡浓度和十六烷基三甲基溴化铵浓度等对蒙脱石纳米片及其包覆封装效果的影响规律。分析了相变储能复合材料的热存储性能。将相变储能复合材料应用到建筑保温板中,通过对相变储能保温板的力学性能和储热调温性能的测试,表明二维蒙脱石纳米片/石蜡复合相变材料能够在保持保温板力学性能的同时,有效提升其热阻,并能延迟峰值温度的出现,提升了室内居住环境的舒适性。这对新型建筑节能材料的研发和应用具有重要的理论和实践意义。     

基于二维材料膜构筑纳米流体通道的研究进展

纳米流体学涉及在纳米尺度通道内流体独特的传输行为,近年来引起了研究者们的广泛兴趣。二维（2D）材料的出现以及2D材料膜的快速发展,开创了纳米流体研究的新时代。本文综述了近年来基于二维材料膜构筑纳米流体通道的研究进展,着重介绍了二维材料膜纳米流体通道的构筑方法,包括“自上而下”策略、“自下而上”策略、人工造孔策略制备二维材料多孔膜,以及范德华组装策略、液相组装策略制备二维材料叠层膜;深入讨论了二维材料膜纳米流体通道的调控手段,包括通道尺寸、长度和形状等物理结构的精密控制,通道亲和性、电荷性等化学环境的合理设计;最后总结展望了二维材料膜纳米流体在材料开发、仿生设计、传输机理和器件应用等方面所面临的机遇与挑战。     

二维WS2纳米片的规模化可控制备及其摩擦学性能

以微米级WS₂为原料、异丙醇为剥离介质，通过超声辅助液相剥离、液相级联离心和固液分离的策略制备二维WS₂纳米片，采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重-差示扫描量热联用分析仪等对二维WS₂纳米片的微观结构、形貌和热稳定性进行表征。借助四球摩擦磨损试验机考察二维WS₂纳米片作为锂基润滑脂添加剂的极压、减摩和抗磨性能，利用电子显微镜对钢球磨斑表面进行分析。结果表明，实现了不同片径二维WS₂纳米片的规模化制备，且所制备的样品晶型无破坏、晶格完整，具有较好的热稳定性；二维WS₂纳米片的片径对锂基润滑脂的摩擦学性能有显著影响，随着片径减小，其极压、减摩和抗磨性能均明显提升；当WS₂-3纳米片质量分数添加量为2.0%时，最大无卡咬负荷和烧结负荷较锂基脂分别提升63.3%和86.1%，摩擦系数和磨斑直径减小19.3%和34%。     

多孔碳纳米片的制备及其在电化学领域的应用研究进展

介绍了二维多孔碳纳米片(PCNs)材料在能源领域的应用优势,综述了PCNs的制备方法以及在锂离子电池、超级电容器和电催化氧还原反应等电化学领域的应用研究进展。PCNs的制备方法为硬模板法(包括空间、盐粒表面和其他二维材料表面模板)、软模板法(包括使用两亲性小分子和两亲性块状共聚物(BCPs)制备PCNs)、无模板法(包括小分子、聚合物和生物质作为前驱体来制备PCNs)。其中软模板法相比硬模板法,其稳定性较差,还需进一步提高。指出未来应致力于开发制备PCNs的新方法和新型PCNs基材料,同时研究此类PCNs材料在分离膜、生化传感器、量子器件等方面的应用。     

蒙脱石层电荷密度对其二维纳米片剥离的影响

以2种典型不同层电荷密度的蒙脱石为研究对象,通过烷基铵法测定了2种蒙脱石的层电荷密度,分别为0.342和0.439。研究了层电荷密度对蒙脱石二维剥离及其剥离后纳米片表面电性的影响。通过分子动力学模拟解释了层电荷密度对蒙脱石剥离二维纳米片和水化膨胀能力的影响机理。结果表明:层电荷密度低的蒙脱石具有更好的水化膨胀能力,更易剥离制备二维纳米片。层电荷密度高的蒙脱石剥离的二维纳米片单位面积的电负性更大。蒙脱石层电荷密度越低,其晶层表面对水分子吸附作用越弱,层间阳离子水化能力更强,水化膨胀能力大,也解释了层电荷密度低的蒙脱石更易剥离成二维纳米片的原因。     

水热合成制备均分散磷酸铁锂纳米晶的方法

本发明公开一种水热合成制备均分散磷酸铁锂纳米晶的方法，在表面活性剂存在下利用水热合成技术批量生产高含量磷酸铁锂纳米晶。采用亚铁盐、磷酸和氢氧化锂或碳酸锂为原料，首先在40～100℃下得到反应前驱物，然后在150～200℃的高压釜中在水热条件下反应，所得产物在惰性气体保护下高温处理，制得高纯度平均粒径为0．2～0．5μm的均分散磷酸铁锂纳米晶，作为二次锂电池的正极材料，易于在工业上实施应用。     

大连化物所二维金属碳化物基储能材料研究取得新进展

正近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队通过在KOH溶液中震荡处理二维金属碳化物纳米片(MXene),成功制备了层间距扩大的碱化MXene纳米带,并发现其具有优异的储钠和储钾性能。MXene是一类新型二维金属碳(氮)化物纳米片,常见的Ti_3C_2 MXene片已被证实是一种先进储能电极     

二维硅烯纳米片作为锂离子电池负极材料研究进展

硅材料被公认为最具有商业化前景的高容量锂离子电池负极之一,但其锂化膨胀率过高的问题成为阻碍应用的瓶颈.基于层状结构和特殊价键形式的新型二维材料—硅烯成为负极材料理想的硅源,为从根本上破解锂离子电池能量密度偏低的难题提供新途径.本文综述了硅烯纳米片作为锂离子电池负极的研究进展,分别就硅烯纳米片的特性、硅烯纳米片的制备工艺...     

煤基石墨烯系列材料的可控制备及其在CO2还原过程中的应用进展

石墨烯作为一种结构、性能独特的二维碳材料在CO₂还原转化过程中展现出良好的应用前景,寻找石墨烯丰富的碳质前驱体和可控制备方法是实现其大规模应用的基础。煤炭作为一种富碳矿物资源,含有丰富的官能团和高芳香度纳米石墨微晶结构。以煤炭及其衍生物为碳源制备高附加值石墨烯材料具有独特优势,是同时实现煤炭材料清洁化利用和石墨烯低成本实际应用的重要途径。针对不同变质程度煤种,从化学组成和煤质结构出发,通过适当的分子剪裁和化学结构组装,成功实现了系列多尺度、多形态煤基石墨烯材料的可控制备。常用的制备方式包括：机械力剪切、化学插层氧化、电化学剥离、气相沉积、阳极电弧放电及液相自组装等。如通过化学氧化或超声物理剪裁煤大分子结构制备零维石墨烯量子点;煤炭热解得到的含碳烃类小分子气体通过化学气相沉积制备二维石墨烯薄膜;煤炭高温石墨化后通过物理或化学剥离得到二维石墨烯纳米片;二维石墨烯经过结构自组装制备三维石墨烯气凝胶。由于煤基石墨烯的组成及其表界面结构具有易调控、可修饰等特性,其在CO₂还原过程中展现出良好的催化活性。通过总结煤基石墨烯系列材料在CO₂