纳米复合材料--空间受限--石墨烯--MoS2
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石墨烯纳米复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有优异的导电性、热导性
和机械性能。
石墨烯的发现引起了科学界的广泛关注,人们开始探索如何将石墨烯与其他材料结合,以期望得到更多新颖的性能。
石墨烯纳米复合材料应运而生,成为了当前材料科学研究的热点之一。
石墨烯纳米复合材料是指将石墨烯与其他纳米材料进行复合,形成新的材料体系。
这种复合材料不仅继承了石墨烯的优异性能,还具有了其他纳米材料的特性,因此在电子器件、储能材料、传感器等领域具有广阔的应用前景。
首先,石墨烯与纳米金属复合材料在催化剂领域有着重要的应用。
石墨烯具有
大量的π共轭结构,能够提供丰富的活性位点,而纳米金属具有优异的催化性能,将两者复合能够有效提高催化剂的活性和稳定性,从而在化工领域有着广泛的应用。
其次,石墨烯与纳米陶瓷复合材料在耐磨材料领域有着重要的应用。
石墨烯具
有出色的机械性能和高强度,而纳米陶瓷具有硬度大、耐磨性好的特点,二者复合后能够有效提高材料的耐磨性能,因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
此外,石墨烯与纳米聚合物复合材料在柔性电子领域也有着重要的应用。
石墨
烯具有优异的导电性和柔韧性,而纳米聚合物具有良好的柔韧性和成型性,二者复合后能够制备出柔性电子器件,如柔性传感器、柔性电池等,因此在可穿戴设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
综上所述,石墨烯纳米复合材料具有广泛的应用前景,在能源、材料、电子等
领域都有着重要的作用。
随着材料科学的不断发展,相信石墨烯纳米复合材料将会有更多的新突破,为人类社会的发展做出更大的贡献。
石墨烯/氧化铈纳米复合材料的制备及表征在本篇论文中,通过改进的Hummer 法制备出氧化石墨烯(GO)。
然后通过水热法把氧化石墨烯和六水硝酸铈(CeO 2•6H 2O)进行复合,得到石墨烯/氧化铈的纳米复合材料。
并通过XRD 、场发射扫描电镜(SEM )、拉曼光谱、X 射线光电能谱(XPS )以及红外光谱(IR )研究了GO-CeO 2纳米复合材料的结构,形态。
总体而言,这篇论文提供了一种简单,没有催化剂的水热法合成石墨烯/氧化铈复合材料,为合成其他的石墨烯复合材料提供了新的视角。
这些基于石墨烯的复合材料展现出来了很多潜在应用价值。
考虑到其小尺寸和很好的分散性,可以进一步应用于太阳能电池,燃料电池以及遥感等。
伴随着经济的快速发展,环境问题越来越成为困扰人们生活的重要问题,尤其是有机污染越来越威胁人们的身体健康,而正是环境的恶化促进了人们对于处理环境污染的研究,加大了人们对新型材料尤其是复合材料的研究。
纳米科技是在20世纪80年代末90年代初才逐渐发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域,它在创造新的生产工艺、新的产品等方面有巨大潜能。
从材料的结构单元层次来说,纳米材料一般是由1~100 nm 间的粒子组成,它介于宏观物质和微观原子、分子交界的过渡区域,是一种典型的介观系统。
纳米材料因其独特的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等而表现出有异于常规材料的特殊性能,因而在各个领域得到广泛的应用[1、2]。
Ueda 等人较早从利用太阳能的观点出发,对纳米材料的微多相光催化反应进行了系统的研究。
这些反应主要集中在光解水[3]、CO 2和N 2固化[4]、光催化降解污染物[5~7]及光催化有机合成[8]等方面。
TiO 2光催化剂作为众多性能最好、最具有应用前景的光催化材料之一 [9],它具有催化活性高、稳定性好、价格低廉、对环境无污染、对人体无毒害等优点而受到大家的青睐。
但是二氧化钛因为自身的局限性[10]:在光催化领域仍然面临着量子产率低、光生电子-空穴对易发生简单复合且禁带宽度约为3.2 eV ,需在(近)紫外光下才能激发等不足,限制了其在光催化降解污染物方面的应用[11~13]。
石墨烯增强铝基纳米复合材料研究进展燕绍九;陈翔;洪起虎;王楠;李秀辉;赵双赞;南文争;杨程;张晓艳【摘要】石墨烯以其优异力学、物理性能以及独特二维结构成为铝基复合材料的理想纳米增强相.金属基纳米复合材料制备技术快速发展,促进了石墨烯增强铝基纳米复合材料在结构和功能材料领域中的广泛研究.石墨烯在铝基体中的分散以及石墨烯/铝的界面控制问题具有重要科学研究和工程应用价值.重点介绍石墨烯增强铝基纳米复合材料最新研究进展,主要包括石墨烯增强铝基纳米复合材料的分散和冶金成型技术及其结构表征和力学性能研究.实验表明石墨烯能够显著提高铝基体力学性能,但作者认为通过优化工艺参数、改善微观结构和控制结合界面能够进一步优化材料性能.此外,为实现工程应用,还需加强石墨烯增强铝基复合材料的腐蚀性能和热、电性等物理性能研究,并突破材料的低成本、大规模制备技术.本文还基于石墨烯独特二维结构和表面状态,对石墨烯的增强增韧机制进行了深入讨论.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】14页(P57-70)【关键词】石墨烯;铝基纳米复合材料;制备工艺;力学性能;分散工艺;界面结合;增强机制【作者】燕绍九;陈翔;洪起虎;王楠;李秀辉;赵双赞;南文争;杨程;张晓艳【作者单位】北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095;北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TB331近些年,石墨烯作为一种极具研究价值和应用前景的新材料引起了研究者们的广泛关注。
二硫化钼-石墨烯复合材料制备及其电化学性能探究二硫化钼/石墨烯复合材料制备及其电化学性能探究摘要:二硫化钼/石墨烯复合材料因其奇特的结构和优异的性能,在电化学领域引起了广泛的探究爱好。
本文以石墨烯为载体,通过化学气相沉积法制备了二硫化钼/石墨烯复合材料,并对其电化学性能进行了探究。
结果表明,二硫化钼/石墨烯复合材料具有优异的电化学性能,可作为超级电容器、锂离子电池等能量储存和转化器件的抱负材料。
引言:随着能源危机和环境污染问题的日益加剧,新型的高性能电化学能源储存器件得到了广泛的探究。
二硫化钼( MoS2 ) 作为一种典型的层状过渡金属硫化物,具有优异的物理和化学性能,被广泛应用于电化学储能领域。
然而,MoS2 的电导率较低,对电化学性能的提升有一定的限制。
为了克服这一问题,石墨烯被引入到MoS2 中,形成二硫化钼/石墨烯复合材料,以提高其电导率和电化学性能。
试验部分:1. 试验材料与仪器本试验所使用的材料包括二硫化钼纳米粉末、石墨烯氧化物纳米片以及乙醇等,试验仪器包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电化学工作站等。
2. 二硫化钼/石墨烯复合材料的制备起首制备石墨烯氧化物纳米片,将石墨烯氧化物纳米片与二硫化钼纳米粉末混合,并在惰性气氛下进行高温还原,最后得到二硫化钼/石墨烯复合材料。
结果与谈论:通过SEM和TEM观察,可以看到制备得到的二硫化钼/石墨烯复合材料呈现出层状结构,并且石墨烯片层与二硫化钼纳米粉末之间有良好的结合。
这种结构为复合材料的电化学性能提供了良好的导电通道,并增加了电极与电解质之间的接触面积。
进一步的电化学性能测试表明,二硫化钼/石墨烯复合材料在循环伏安曲线和恒流充放电测试中呈现出优异的性能。
其具有较高的比电容和循环稳定性,表明其具有较好的能量储存和转化性能。
同时,该复合材料还具有快速充放电反应速度和良好的电化学活性,能够在短时间内实现高效能量输出。
结论:本文成功制备了二硫化钼/石墨烯复合材料,并对其电化学性能进行了探究。
石墨烯-二硫化钼二维复合材料在光电子器件上的应用研究进展1.石墨烯介绍石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,具有独特的零带隙能带结构,是一种半金属薄膜材料。
石墨烯不仅有特殊的二维平面结构,还有着优良的力学、热学、电学、光学性质。
其机械强度很大,断裂强度比优质的钢材还要高,同时又具备良好的弹性、高效的导热性以及超强的导电性。
石墨烯又是一种禁带宽度几乎为零的特殊材料,其电子迁移速率达到了1/300光速。
由于石墨烯几乎是透明的,因此光的透过率可高97.7%。
此外,石墨烯的加工制备可与现有的半导体CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor transistor)工艺兼容,器件的构筑、加工、集成简单易行,在新型光电器件的应用方面具有得天独厚的优势。
目前,人们已利用石墨烯开发出一系列新型光电器件,并显示出优异的性能和良好的应用前景。
石墨烯具有独特的二维结构,并且能分解为零维富勒烯,也可以卷曲成一维碳纳米管,或堆积成为三维石墨。
石墨烯力学性质高度稳定,碳原子连接比较柔韧,当施加外力时,碳原子面就会发生弯曲形变。
在理想的自由状态下,单层石墨烯并非完美的平面结构,表面不完全平整,在薄膜边缘处出现明显的波纹状褶皱,而在薄膜部褶皱并不显,多层石墨烯边缘处的起伏幅度要比单层石墨烯稍小。
这也说明了石墨烯在受到拉伸、弯曲等外力作用时仍能保持高效的力学稳定性。
在一定能量围,石墨烯中的电子能量与动量呈线性关系,所以电子可视为无质量的相对论粒子即狄拉克费米子。
通过化学掺杂或电学调控的手段,可以有效地调节石墨烯的化学势,使得石墨烯的光学透过性由“介质态”向“金属态”转变。
石墨烯的功函数与铝的功函数相近,约为4.3eV,因此在有机光电器件中有望取代铝来做透明电极。
近年来所观测到的显著的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应,证实了石墨烯是未来纳米光电器件领域极有前景的材料。
mos2纳米片表面官能团理论说明1. 引言1.1 概述Mos2纳米片作为一种二维材料,在领域内引起了广泛的关注。
其独特的结构和优异的物理性质使其具备诸多潜在应用,例如光电子学、催化剂、能源存储等。
然而,Mos2纳米片本身的性质还不足以满足实际应用需求。
因此,通过引入表面官能团对Mos2纳米片进行功能化改性成为一种重要策略。
1.2 文章结构本文将首先介绍Mos2纳米片的特性,包括其结构与组成、物理性质以及应用领域。
随后,我们将详细阐述表面官能团的概念和作用,包括定义与分类,并探讨表面官能团对Mos2纳米片性质的影响以及在材料功能化中的应用。
接着,我们将介绍关于引入表面官能团的方法,包括化学方法、物理修饰法和生物修饰法。
进一步地,我们将引入第一原理计算方法来模拟和计算Mos2纳米片上表面官能团的影响机制,并揭示调控机制。
最后,我们将对主要研究结果进行总结,并指出研究的不足之处并展望未来发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨Mos2纳米片上表面官能团的理论说明,阐述其特性和功能化调控机制。
通过分析研究结果,期望能够为Mos2纳米片的设计与合成提供理论指导,并推动其在各个领域的应用。
同时,本文还将挖掘相关研究中存在的问题,并展望未来相关研究的方向和前景。
2. Mos2纳米片的特性2.1 结构与组成Mos2纳米片是由钼和硫原子构成的二维纳米材料,属于过渡金属二硫化物(TMDs)家族。
其结构类似于石墨烯,由层层堆叠的镁铝层(每个层有一个钼原子和两个硫原子)组成。
这种堆叠结构形成了稳定的六方晶格,使得Mos2纳米片具有优异的力学强度和化学稳定性。
2.2 物理性质Mos2纳米片具有许多特殊的物理性质,使其在各种应用中备受关注。
首先,Mos2纳米片是一种直接带隙半导体材料,在光电器件领域具有广泛应用前景。
其带隙大小约为1.8 eV,使其能够有效地吸收可见光,并产生电荷分离。
此外,Mos2纳米片还表现出良好的透明性、高电子迁移率和较小的载流子散射损失等优点。
石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能研究摘要:近年来,石墨烯作为一种新颖的碳基材料,其独特的结构和优异的性能引起了广泛关注。
石墨烯纳米复合材料,是将石墨烯与其他纳米材料相结合的复合材料,可以在综合性能上进一步提升。
本文主要探讨了石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能之间的关系,并介绍了目前在此领域进行的研究。
1. 引言石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料,具有高导电性、高热导性和高机械强度等优秀特性。
然而,石墨烯的应用受限于其脆性和难处理性。
为了克服石墨烯的这些缺点,研究者开始将其与其他纳米材料相结合,形成石墨烯纳米复合材料。
这些复合材料不仅可以发挥石墨烯本身的特性,还可以利用其他纳米材料的功能增强其综合性能。
2. 石墨烯纳米复合材料的微观结构研究石墨烯纳米复合材料的微观结构是其性能的基础。
一种常用的制备方法是通过化学还原石墨烯氧化物,将其还原成石墨烯,并与其他纳米材料进行混合。
这种方法可以有效地将石墨烯和其他纳米材料紧密地结合在一起。
此外,还可以利用层状材料(如石墨烯和二硫化钼)之间的范德华相互作用力实现石墨烯的层间叠加。
这种方法可以灵活地控制石墨烯的层数和纳米材料之间的相互作用,从而实现对石墨烯纳米复合材料微观结构的调控。
3. 石墨烯纳米复合材料的性能研究石墨烯纳米复合材料的性能主要取决于其微观结构和组成。
一方面,石墨烯在复合材料中可以作为导电层或衬底,提供高导电性和高热导性,从而改善复合材料的导电性能和导热性能。
另一方面,其他纳米材料的添加可以增强复合材料的力学性能和化学稳定性。
例如,将石墨烯与高分子材料相结合可以提高复合材料的柔韧性和可塑性。
同时,与金属纳米颗粒的结合可以提高复合材料的抗氧化性能。
此外,石墨烯纳米复合材料还具有其他特殊的性能。
例如,通过控制石墨烯的层数和添加纳米颗粒的种类和浓度,可以实现对复合材料的光学性能的调控。
石墨烯纳米复合材料还具有优异的吸附性能和催化性能。
这些特殊的性能使得石墨烯纳米复合材料在能源存储、传感器、催化剂和电子器件等领域具有广阔的应用前景。
二维纳米材料二维纳米材料是指在空间维度上为二维的纳米结构,通常具有纳米尺度的厚度和宏观尺度的长度和宽度。
它们具有特殊的结构和性质,常常表现出与其宏观对应物质不同的特性。
以下是几种常见的二维纳米材料:1.石墨烯(Graphene):石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构,具有优异的导电性、热导性和力学强度。
石墨烯是最著名的二维纳米材料之一,被广泛应用于电子器件、透明导电膜、催化剂等领域。
2.过渡金属二硫化物(TransitionMetalDichalcogenides,TMDCs):TMDCs是一类由过渡金属与硫化物或硒化物组成的二维层状结构材料,具有优异的光电性能和调控性。
常见的TMDCs包括二硫化钼(MoS2)、二硒化钼(MoSe2)等,被广泛应用于光电子器件、光催化、传感器等领域。
3.磷化合物(Phosphorene):磷化合物是一种由磷原子构成的二维单层材料,具有优异的电学和光学性质。
磷化合物被认为是石墨烯的有希望的替代材料,具有潜在的应用价值。
4.硼氮化物(BoronNitride):硼氮化物是一种由硼原子和氮原子交替排列构成的二维晶体结构材料,具有优异的绝缘性和热稳定性。
它们被广泛应用于纳米电子学、热管理、润滑剂等领域。
5.二维氧化物(Two-dimensionalOxides):二维氧化物是一类由金属和氧原子组成的二维晶体结构材料,具有多样的化学成分和结构。
它们具有丰富的化学和物理性质,被广泛研究和应用于电子器件、催化剂、传感器等领域。
这些二维纳米材料具有独特的结构和性质,在纳米科技领域具有重要的应用前景。
通过精确控制其尺寸、形状、结构和表面性质等参数,可以实现对其性质和功能的调控,拓展其在材料科学、电子器件、光电子学、能源存储等领域的应用。
石墨烯的空间位阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述石墨烯作为一种新型的碳材料,具有很多出色的特性,比如高导电性、高热传导性、高强度和柔软性等。
在过去几年中,石墨烯已经引起了广泛的关注,并在许多领域展示了巨大的潜力。
其中一个重要的应用领域是空间位阻,即使用石墨烯来改善空间器件的性能和稳定性。
空间位阻是指在航空航天领域中所面临的一系列挑战,包括辐射环境、粒子辐照、空间真空、温度梯度等。
这些环境条件对航天器件的稳定性和性能提出了严苛要求,而石墨烯的特性正好能够应对这些挑战。
因此,石墨烯在空间位阻中的应用前景广阔,具有巨大的商业潜力和科研价值。
本文将详细探讨石墨烯在空间位阻中的作用机制、应用现状以及未来发展趋势,旨在为读者提供对这一新领域的深入了解和启发。
文章结构部分内容如下:"1.2 文章结构":本文将分为三个部分,分别是引言,正文和结论。
在引言部分,将对石墨烯的空间位阻进行简要介绍,并说明本文的目的和结构。
在正文部分,将分别详细介绍石墨烯的基本特性,空间位阻的概念和重要性,以及石墨烯在空间位阻中的应用。
最后,在结论部分,将总结石墨烯的空间位阻对相关领域的影响,展望未来石墨烯在此领域的发展,并对整篇文章做出结论陈述。
整体结构清晰,层次分明,让读者能够更好地理解和掌握石墨烯在空间位阻领域的重要性和应用前景。
1.3 目的本文旨在探讨石墨烯在空间位阻领域的重要性和应用。
通过介绍石墨烯的基本特性、空间位阻的概念和重要性,以及石墨烯在空间位阻中的实际应用,我们可以更深入地了解石墨烯在这一领域的潜力和优势。
同时,本文还将总结石墨烯的空间位阻对于材料科学和工程领域的影响,并展望未来石墨烯在空间位阻领域的发展趋势。
通过阐述这些内容,我们旨在为读者提供对石墨烯空间位阻的全面了解,促进其在相关领域的研究和应用。
2.正文2.1 石墨烯的基本特性石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维晶格结构材料,在2004年被发现后引起了广泛的研究兴趣。