Adv. Mater.最新文獻快訊專題 二維材料綜述盛宴(8.3更新)


本期專題跟蹤了Advanced Materials于2016年8月3日見刊的所有文獻,并做相關圖文導讀,相關文獻資源網友已上傳,點我下載

本期Advanced Materials.共更新文獻15篇,絕大部分是關于石墨烯的綜述,其中中國作者文章3篇【北京大學(1)、電子科技大學(1)、北京化工大學(1)】,文章主要涉及二維材料的制備技術以及在各領域的應用等。

1、社論:二維材料的經典化學方法

Special Issue: Chemical Approaches to 2D Materials(Advanced Mater. ,2016, DOI: 10.1002/adma.201670198)

Paolo Samorì、Vincenzo Palerm和Xinliang Feng三位學者總結了二維材料的各種經典化學方法,其能夠從原子或分子水平上控制二維材料的制成和結構,未來或可用來開發不可預測的多功能材料體系。

社論

三位作者合影

2、綜述:超分子方法-從自組裝到分子協助液相剝離

Supramolecular Approaches to Graphene: From Self-Assembly to Molecule-Assisted Liquid-Phase Exfoliation(Advanced Mater. ,2016, DOI: 10.1002/adma.201505371)

斯特拉斯堡大學與法國國家科學研究中心Artur Ciesielski及Paolo Samorì等人綜述了近期無共價功能化石墨烯的合成方式,以及眾學者對分子協助超聲誘導液相剝離(UIPE)制備石墨烯片技術的探索。

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不含分散穩定劑(DSAs)及含DSAs的超聲誘導液相剝離(UILPE)過程圖示

3、綜述:二維材料的生物醫藥用途

Biomedical Uses for 2D Materials Beyond Graphene: Current Advances and Challenges Ahead(Advanced Mater. ,2016, DOI: 10.1002/adma.201506306)

國國家科學研究中心Alberto Bianco等學者簡述了二維材料的合成方式和表面功能化,重點全面綜述了當下二維材料的生物醫學應用進展和成就,包括體內外抗癌應用、組織工程、生物圖像、癌癥診療、生物傳感、抗菌劑等方面。

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二維材料的分子結構與生物醫用價值

4、綜述:碳納米薄膜制備與應用

Carbon Nanomembranes(Advanced Mater. ,2016, DOI: 10.1002/adma.201506058)

德國耶拿大學Andrey Turchanin和比勒費爾德大學Armin G?lzh?user等介紹了1nm厚、機械穩定的多功能碳納米薄膜的常規制備流程、各項物理化學性質、向石墨烯的轉化方式以及功能化應用。

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CNMs的形成及從CNMs獲取石墨烯的流程圖

5、綜述:電容儲能二維材料的制備

Synthesis of Two-Dimensional Materials for Capacitive Energy Storage(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201506133)

法國圖爾大學的Beatriz Mendoza-Sánchez和美國德雷塞爾大學的Yury Gogotsi等對二維材料在電容儲能領域的應用進行了匯總,包括其制備方法和電化學性能,尤其是基于石墨烯、過度金屬氧化物、硫化物、碳化物等材料。綜述中還討論了影響電容性能的重要因素,及二維納米材料微型超級電容和柔性獨立超級電容的制備。

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用于透明電極的石墨烯薄膜卷裝進出式生產示意圖

6、綜述:基于二維晶體的功能性油墨

2D-Crystal-Based Functional Inks(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201506410)

意大利理工學院石墨烯實驗室Francesco Bonaccorso等人對石墨烯和其他層狀晶體的剝離方法進行了介紹,以剝離層的厚度和橫向尺寸以及功能性油墨的組成歸類,并介紹了有望用于制備二維晶體器件的打印/涂層工藝的發展現狀。

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二維晶體基異質結器件的制備工藝示意圖

7、張華綜述:二維金屬硫化物基納米材料

Solution-Processed Two-Dimensional Metal Dichalcogenide-Based Nanomaterials for Energy Storage and Conversion(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201504833)

南洋理工大學張華等總結了溶液法制備用于能量儲存與轉換的二維金屬硫化物基納米材料的最新進展,包括可充電電池、超級電容器、電催化制氫、太陽能電池等。作者還提出了現有的挑戰、未來的研究方向以及個人見解。

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MoS2片自組裝為層狀微盒制備流程圖

8、綜述:提高二維TMD納米片對析氫反應的催化活性的新方法

Recent Strategies for Improving the Catalytic Activity of 2D TMD Nanosheets Toward the Hydrogen Evolution Reaction(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma. 201505597)

羅格斯大學Manish Chhowalla等人總結了提高二維過渡金屬二硫化物納米片對析氫反應的催化活性的最新方法。

8

?MoS2/rGO/CdS復合材料結構示意圖

9、北京大學:MoS2在電催化析氫上的應用

Morphological Engineering of CVD-Grown Transition Metal Dichalcogenides for Efficient Electrochemical Hydrogen Evolution(Adv. Mater. 2016,DOI: 10.1002/adma.201504762)

二維過渡金屬二硫族化合物由于其超高比面積等性能有望應用于電催化析氫,北京大學劉忠范院士和張艷鋒研究員等利用非平衡化學氣相沉積法制備出樹突形MoS2或者通過提高電極基底上MoS2納米片的形核密度的方法來提高MoS2電化學析氫性能。

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SrTiO3上單層樹突形MoS2薄膜形貌和極化曲線

10、綜述:電化學剝離石墨烯

New-Generation Graphene from Electrochemical Approaches: Production and Applications(Adv. Mater. 2016,DOI: 10.1002/adma.201505326)

電化學剝離石墨烯法由于具有好的可擴展性、可加工性和環境友好性,是一種具有前景的濕化學制備方法。德國Max-Planck-Institut für Kohlenforschung的Klaus Müllen教授和德累斯頓工業大學Xinliang Feng教授主要討論了電化學剝離石墨烯在復合材料、電子、能源儲存和轉換領域的進展和應用。

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電化學剝離石墨烯在不同領域的應用

11、綜述:表面合成石墨烯納米帶

On-Surface Synthesis of Atomically Precise Graphene Nanoribbons(Adv. Mater. 2016, DOI:10.1002/adma.201505738)

瑞士聯邦材料科學實驗室和技術的Roman Fasel教授等基于表面合成法的基本概念,綜述了表面合成法不同的反應步驟,精確化自動合成不同寬度、邊緣結構石墨烯納米帶以及其性能。

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扶手椅形納米管(n=7)表面合成過程和表面形貌

12、綜述:石墨烯力學性能

Nanoscale Mechanics of Graphene and Graphene Oxide in Composites: A Scientific and Technological Perspective(Adv. Mater. 2016,DOI: 10.1002/adma.201505469)

意大利國家研究委員會有機合成和光反應研究所的Vincenzo Palermo等總結了最近發表的關于石墨烯力學性能的研究工作,并且指出了要成功技術化石墨烯基材料所面臨的挑戰。

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納米石墨烯力學性能展示

13、綜述:B、N摻雜石墨烯技術和最新應用

Tuning the Electrochemical Reactivity of Boron- and Nitrogen-Substituted Graphene(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201506316)

原子層級的納米材料改性可以用來制備特制復合物以大大提高大量應用的性能。石墨烯的電化學多樣性有諸多體現,如多功能摻雜二維材料應用于能源存儲和電催化領域。盡管目前對硼摻雜和氮摻雜石墨烯的報道有很多,但是人們目前還不全面了解這些元素可能帶來的協同作用。美國萊斯大學Jingjie Wu、Robert Vajtai和Pulickel M. Ajayan等發文綜述了這些納米材料的制備技術以及B、N單摻雜和共摻雜在氧還原反應(ORR)電催化、超級電容器和鋰離子電池中的應用。

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B、N單摻雜和共摻雜石墨烯結構以及常用的摻雜方式

14、電子科技大學-綜述:CVD法銅基底上合成石墨烯薄膜

Synthesis of Graphene Films on Copper Foils by Chemical Vapor Deposition(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201504760)

Cu作為基底通過CVD法制備高質量大尺寸石墨烯薄膜受到了廣泛關注,電子科技大學Xuesong Li、德州儀器Luigi Colombo和韓國蔚山國家科學與技術研究所Rodney S. Ruoff等在這篇文章中綜述了Cu作為基底通過CVD法制備石墨烯的各種技術、石墨烯生長機理和動力學、合成大面積石墨烯單晶技術、石墨烯轉移技術以及前景和挑戰等。

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LPCVD系統合成石墨烯示意圖以及石墨烯SEM形貌表征

15、北京化工大學-綜述:邊緣功能化石墨烯和2D COPs

Edge Functionalization of Graphene and Two-Dimensional Covalent Organic Polymers for Energy Conversion and Storage(Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201505788)

在最小化對碳基底損壞的前提下,在石墨烯片邊緣黏附選擇性化學根進行邊緣功能化可以在影響溶解度、成膜能力、電催化活性的同時保持原始石墨烯的物理化學性質。北京化工大學陳建峰和戴黎明等綜述了邊緣功能化石墨烯(EFGs)和其類似物二維共價有機聚合物(2D COP)作為能源材料的合成工藝。揭示了特定的石墨烯和COP材料在高效能源轉化和存儲領域邊緣功能化的多樣性。

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以S-GnPs為正極材料的鋰硫電池2C倍率性能圖(電壓范圍1.5-3V)

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