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【纳米】二维有序介孔金属

作者:体育外围app 时间:2021-06-17 10:41
本文摘要:近年来石墨烯的兴起动员了种种二维(2D)质料的蓬勃生长这些质料具有较大的比外貌积、富厚的活性位点、较高的机械强度和柔韧性等特点。但在实际应用中超薄的二维纳米片容易精密聚集从而导致质料的活性外貌淘汰离子输运路径延长和离子传输速率减慢。最近的研究讲明在二维质料上经心制造通透的孔道可以加速物质的传输历程、增加边缘的活性位点在一定水平上也可以改善其相应的物理性能从而可以解决上述问题。

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近年来石墨烯的兴起动员了种种二维(2D)质料的蓬勃生长这些质料具有较大的比外貌积、富厚的活性位点、较高的机械强度和柔韧性等特点。但在实际应用中超薄的二维纳米片容易精密聚集从而导致质料的活性外貌淘汰离子输运路径延长和离子传输速率减慢。最近的研究讲明在二维质料上经心制造通透的孔道可以加速物质的传输历程、增加边缘的活性位点在一定水平上也可以改善其相应的物理性能从而可以解决上述问题。

时下可以通过金属溅射、等离子体刻蚀、光刻或化学蚀刻等方法获得种种二维纳米网质料包罗金属、金属氧化物和碳(如石墨烯)等但这些方法往往存在成本高、工艺庞大、产量低和可控性差等缺点。此外可能因为金属有机快速的反映动力学和严格的制备条件使用制备多孔质料的通例方法不易实现有序介孔的金属有机纳米网络结构质料的可控制备。

基于此 华东师范大学大学质料系刘少华课题组 通过控制两亲性嵌段共聚物和脂肪族含氟外貌活性剂形成的超分子共组装开发出一种通用方法可控制备二维超薄介孔金属膦盐纳米网质料。使用该方法制备出的超薄介孔植酸铁纳米网具有超薄的二维单层结构、六方排列的贯串的有序介孔以及较大的比外貌积和孔体积。

此外使用差别的磷源(包罗植酸、次氮基三(亚甲基)三膦酸、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸和正磷酸)均能获得类似的金属膦酸盐纳米网结构从而证明晰该计谋的通用性。更有趣的是获得的介孔植酸铁纳米网质料可以进一步作为一种新型的反映性自模板通过离子交流的方法直接原位制备出其他质料的纳米网好比硫掺杂的介孔金属膦酸盐纳米网质料。该质料可以为合成金属硫化物纳米网或其复合物提供了一种简朴、可行的计谋。

现在研究集中在新型结构(如低维、多孔、有序阵列等)和功效质料(如聚合物及其复合质料等)的设计及其性能开发包罗有序多孔和微孔聚合物、新型低维质料的可控合成与组装、纳米能源质料与器件、基于聚合物的新型传感检测等偏向。

Yan Ai, Zhuolei Han, Xiaolin Jiang, Hao Luo, Jing Cui, Qinye bao, Chengbin Jing, Jianwei Fu, Jiangong Cheng, Shaohua Liu*

https://www.x-mol.com/groups/Shaohua_Liu

图1. 介孔金属膦酸盐纳米网的合成:(a)PS- b -PEO与PFCA在溶液中的超分子共组装体;(b)原生介孔金属膦酸盐纳米网的形成(c)去除模板后获得的制品。图片泉源: Small

该结果近期揭晓在 Small 期刊上文章的第一作者是华东师范大学的硕士研究生 艾研通讯作者是 刘少华研究员。

图2. 介孔植铁纳米网的形貌和微观结构图。图片泉源: Small

该团队将制备的生物泉源的介孔金属膦酸盐纳米网作为电极质料进一步探索了其锂离子存储性能。

通过测试发现该质料作为负极质料有着较高的容量、良好的倍率性能和优秀的循环性能优于先前报道的金属磷酸盐和膦酸盐等类似质料。

刘少华博士简介

General Construction of 2D Ordered Mesoporous Iron‐Based Metal–Organic Nanomeshes

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刘少华 研究员博士生导师。主要从事化学自组装和新型功效质料研究在相关领域内取得了一系列有意义的结果现在以第一作者和通讯作者身份揭晓 Nat Commun. 2篇 Angew. Chem. Int. Ed . 3篇 和 Adv. Mater. 2篇以及其它论文近40篇担任 Nano-Micro Letters (SCIJCR一区即时影响因子: 13.3) Frontiers in Energy Research and Materials (Nature出书团体)和 Trends in Nanotechnology & Material Science 等期刊编委。

图3. 介孔植酸铁纳米网的锂离子存储性能图。图片泉源: Small

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