• 石墨烯二維納米材料的結構調控在儲能和催化領域的應用

    來源:X-MOL資訊   發布時間:2018年05月02日

    導語: 近年來,材料學領域對于石墨烯二維材料的研究達到了前所未有的熱度和高度?;谛路f的物理化學性質和廣闊的應用前景,人們對這類材料的探索仍將持續引領該領域。在發現新型二維材料和探索其特征的同時,如何實現可預測范圍內合理調控材料的性質更是引起人們強烈的興趣。

    近年來,材料學領域對于石墨烯二維材料的研究達到了前所未有的熱度和高度?;谛路f的物理化學性質和廣闊的應用前景,人們對這類石墨烯材料的探索仍將持續引領該領域。在發現新型石墨烯二維材料和探索其特征的同時,如何實現可預測范圍內合理調控材料的性質更是引起人們強烈的興趣。

    在納米尺度范圍內,通過控制結構或設計合成特定的形貌,這些石墨烯二維材料可以按需求賦予一定的特性,從而滿足特定的要求。最新的研究進展表明,這類結構調控的策略可以克服目前材料的本征局限性,有望將目前各個能源相關的裝置性能提升到一個新的層次。在原本結構的基礎上進行本征或外在的改變,不同形式的結構調控策略可以分成不同的類別。

    這些方法雖然可以應用于多種石墨烯材料體系,通過各式各樣的合成路徑來實現,但其通??梢怨蚕硪恍┨囟ǖ臋C制,從而使這些調控策略在特定的環境下起作用。深入理解和總結這類機制至關重要,由此可作為理論基礎對結構優化和性能提升提供進一步的指導。

    最近,美國德州大學奧斯汀分校的余桂華教授領導的研究團隊受邀于Advanced Materials 發表題為“Structural Engineering of 2D Nanomaterials for Energy Storage and Catalysis”的進展報告,對以上研究方向的最新進展做出了總結和展望。

    該報告從經典的材料科學四面體入手,闡明了結構調控,尤其是在納米領域對材料性能至關重要的作用??v觀近幾年的文獻,二維納米材料雖然是新生事物,但其結構控制仍然可以從傳統材料工程概念中汲取經驗,從而實現利用摻雜、相變、缺陷等手段來調控性質。更有趣的是,鑒于二維材料自身的結構特性,人們以此為基礎發展出一些獨特的方法,例如形成二維異質結構和多孔二維框架以及層間結構調控。

    為了闡明一個策略的工作原理以及證明不同策略之間的普適性,作者以設計理念-結構表征-應用性能為布局列舉了上述結構調控方法在儲能和催化兩大能源領域中的實踐,并在最后對該方向未來會面對的機遇和挑戰提出了獨特的見解。這一論文近期以Progress Report的形式發表在Advanced Materials上。

    來源:X-MOL資訊

    編輯:ChemicalBook中文編輯部娜米

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