• 2018最新石墨烯研究成果匯總

    來源:ChemicalBook   發布時間:2018年02月05日

    導語: 高容量化是二次電池的目標之一,目前其負極使用的是碳材料,理論上過渡金屬氧化物具有高容量,有望成為碳材料的替代物。特別是具有分層結構的氧化錳,將其剝離制成單分子厚的納米片,作為負極使用,表面全部呈活性,可大幅提高容量。但氧化錳的難點在于反復充放電容易破壞結構,納米片也易于凝聚成團狀。

     

    北京航空航天大學程群峰研究員課題組:通過構筑離子界面及其協同作用仿生構筑石墨烯納米復合材料

    同時,離子鍵與其它界面相互作用可以形成協同效應,所獲得的仿生石墨烯納米復合材料具有一系列優異的性能,例如,良好的熱導率和電導率,優異的抗疲勞性能以及超強的機械性能。因此這種仿生石墨烯納米復合材料,在柔性電子設備、人工肌肉以及航空航天等領域具有廣泛的應用前景。

    圖1 仿生石墨烯納米復合材料中的離子鍵與其它界面協同增韌的設計策略

    在國家自然科學基金委的支持下,北京航空航天大學化學學院程群峰課題組總結了采用不同金屬離子在石墨烯納米復合材料中構筑離子鍵,以及與其它界面作用相結合構筑協同作用(圖1),該綜述論文還討論并比較了不同離子鍵(圖2)對石墨烯納米復合材料力學性能的影響(圖3),同時展望了離子鍵及其協同作用在仿生石墨烯納米復合材料中的應用前景。

    圖2用于構筑石墨烯納米復合材料離子鍵相互作用的多價金屬離子

    圖3 不同金屬離子構筑的界面相互作用對仿生石墨烯納米復合材料力學性能提升的比較

    綜述論文以“Bioinspired graphene-based nanocomposites via ionic interfacial interactions”為題發表在Composites Communications上。

    來源:中國聚合物網

    西交利物浦大學化學系學者石墨烯異質分子器件研究項目再獲突破

    西交利物浦大學化學系學者關于石墨烯在分子電子學領域應用的研究,再次取得突破,其最新成果于近日發表在學術期刊《物理化學通訊》上。

    2016年,由楊莉博士帶領的科研小組首次測量了使用石墨烯和金電極構筑的單分子結點之間的電荷轉移,其研究成果發表于該領域頂級學術期刊《納米通訊》。

    最近,由該團隊聯合署名的論文在《物理化學通訊》上發表,并被選為亮點報道,隨附的視頻介紹可供讀者下載。該期刊的影響因子為9.35。影響因子指的是過去兩年其論文的年平均被引用次數,這是衡量期刊影響力的一項定量指標。

    本篇論文的第一作者、化學系博士生張騫闡述了這次的最新研究發現:“與之前的工作相比,我們發現了一種新的體系,擁有更高的電導值,意味著電荷通過分子導線的速率更快;我們從理論和實驗兩方面對這個現象進行了系統化的解釋。”

    “我們論證了用石墨烯電極代替金屬電極對電荷傳輸的效率具有很強的影響。” 楊莉博士說,“這是一項非常重要的進展,因為未來分子電子學的應用將依賴于將分子與傳統半導體技術的結合。”

    談及自己在西浦的研究工作,張騫認為:“西浦的科研資源非常完善,在這里做科研的體驗很棒。”

    他表示,楊莉博士作為導師,給予了他大量的幫助和指導,同時她也給學生充足的空間,去實踐自己的想法。“我很高興能夠成為她團隊中的一員。”他說。

    來源:中國高校之窗

    日本研發新負極材料 可讓充電電池容量高壽命長

    日本物質材料研究機構(NIMS)日前公布,他們的一個研究小組成功合成了氧化錳納米片和石墨烯交替重疊的材料。該復合材料作為鋰及鈉離子充電電池的負極材料,可將電池充放電容量提高兩倍以上,且能延長重復使用壽命,解決了容量和壽命不可兼得的問題。

    高容量化是二次電池的目標之一,目前其負極使用的是碳材料,理論上過渡金屬氧化物具有高容量,有望成為碳材料的替代物。特別是具有分層結構的氧化錳,將其剝離制成單分子厚的納米片,作為負極使用,表面全部呈活性,可大幅提高容量。但氧化錳的難點在于反復充放電容易破壞結構,納米片也易于凝聚成團狀。

    研究小組在溶液中分散氧化錳納米片并與石墨烯混合,合成了交互多層的層壓復合材料。氧化錳與石墨烯都帶負電,通常情況下會互相排斥。研究小組早在2015年通過化學修飾石墨烯使其帶正電,解決了排斥問題,并實現了當時金屬氧化物負極材料中最高容量和最長壽命。

    此次通過把兩種物質從分子水平復合,得到了單獨材料難以實現的高特性。復合材料除用于充電電池之外,還可大幅提高超級電容器、電極催化劑等能量儲存及轉換系統的效能。研究成果發表在近期美國化學協會雜志《ACS納米》網絡版。

    來源:科技日報

     

    整理:ChemicalBook中文編輯部

    編輯人員:娜米

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