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试述二维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法及应用(材料科学论文) 试述二维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法及应用(材料科学论文)

格式:word 上传:2023-05-08 23:47:00

《试述二维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法及应用(材料科学论文)》修改意见稿

1、“.....由于非层状内部强层间化学键的存在,非层状的制备在机理上主要是通过引入外部干预来动态地促进材料在方向的生长,表面氧化法气相沉积法自组装法溶剂热法模板辅助合成法等自下而上的合成策略已经被提出并被广泛用于非层状的制备,同时也开展了将非层状应用于超级电容器催化剂电池传感器等领域的研究。尽管近年来非层状表面释放并扩散到铜表面,后吸附的氧原子扩散到阶梯表面并与铜接触生长,而表面台阶的存在抑制了氧化膜的生长并导致其振荡生长。这种在金属表面直接氧化合成非层状的方法巧妙地利用了常见金属的氧化性,不仅简单方便,而且具有定的普适性。然而,利用表面氧化法制得的金属氧化物薄膜通常紧密贴附于原金属基底,但在实际应用中这些氧化物常常需要与基底分离,这十分具有挑战性。图表面氧化法中的生长示意图和图气相沉积法气相沉积法主要包括化学气相沉积和物理气相沉积两种......”

2、“.....气相沉积法可以更加自由灵活地选择所需要的沉积基底,通过调节温度压力和沉积源等条件还可以得到具有不同厚度尺寸和形貌的薄膜。试述二维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法及应用材料科学论文。图纳米片在下的电化学性能传感器和等金属氧化物因具有高灵敏度低成本和易于制造等优势非层状因其独特的结构和性质而表现出了广阔的应用前景,对于非层状的制备和研究在很大程度上可以拓展材料的种类,并进步增强了对现象的理解,但是目前其研究和发展还面临着许多挑战,需要更加深入地研究并在其实际应用中予以解决。朱成瑶,王园园,王万杰维非层状过渡金属氧化物的制备及研究进展微纳电子技术,基金国家自然科学基金资助项目年郑州大学大学生创新创业训练计划项目。表面氧化法表面氧化法是目前制备非层状原理上最为简单的种方法,它主要通过在金属及其化合物表面的氧化作用来实现。对于大多数金属材料而言......”

3、“.....金属与空气的界面处会形成层薄的氧化物层,基于此原理,表面氧化法现已发展成为制备非层状最为常用的方法之。年,等人通过重复的离子溅射真空还原和低压氧退火,在商用金红石相表面通过钛的还原和再氧化制备出了种新型单晶。研究表明,约的金试述二维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法及应用材料科学论文大潜力,如年,等人将采用固相反应策略制备得到的纳米片作为表面增强喇曼光谱底物来检测痕量的罗丹明,检测浓度的极限可以低至,最大增强因子高达,在很大程度上提高了喇曼光谱的检测极限,有望被应用于水体中有机污染物等的检测。结语作为层状材料的重要补充和延伸,包括非层状在内的非层状材料因具有大量的表面悬空键和众多高活性位点而成为近年来的研究热点。由于非层状内部强层间化学键的存在,非层状的制备在机理上主要是通过引入外部干预来动态地促进材料在方向的生长......”

4、“.....同时也开展了将非层状应用于超级电容器催化剂电池传感器等领域的研究。尽管近年来非层状的制备和研究取得了较大进展,但目前该领域仍然面临着许多问题和挑战。首先,现有的合成方法存在产它每层由厚度为的原子层组成,原子层之间通过范德华力堆叠,层内原子间由共价键结合,其晶体结构如图所示,由于范德华力比化学键的强度小得多,因此这种层状结构材料较容易通过微机械剥离等方法从其对应的母体中分离得到。而对于非层状材料,以为例,其晶体结构如图所示,在晶体内部的方向原子和原子之间均是通过强的化学键键合形成,在材料的晶体内部不存在明显的自然分层,因而不能通过微机械剥离等方法分离得到。但是如果破坏晶体内部垂直方向的键,使晶体厚度减小到原子级尺寸如小于并呈现出具有定横向尺寸的平面......”

5、“.....图纳米片在下的电化学性能传感器和等金属氧化物因具有高灵敏度低成本和易于制造等优势而常被用于制作气体传感材料,对于非层状,较大的表面积为气体分子提供了较多的反应性吸附要近年来,维非层状材料由于其原子级厚度大比表面积和高活性位点数量多等结构特点而受到广泛关注。简单介绍了维非层状材料,重点综述了表面氧化法气相沉积法自组装法模板辅助合成法和溶剂热法等维非层状过渡金属氧化物的常见制备方法,并对其在超级电容器催化剂电池传感器等领域的应用进行了概述。最后,总结了维非层状过渡金属氧化物研究领域存在的挑战并对其未来研究方向进行了展望,指出优化现有制备方法和发展新方法与其他材料复合构建维异质结加强生长机理研究和拓展应用探索将成为该领域的主要研究方向。关键词维材料传感器纳米材料超级电容过渡金属氧化物非层状材料年,等人采用微机械剥离技术成功分离出了单层石墨烯,自此......”

6、“.....材料时代。材料典型的结构特征为平面结构厚度通常小于横向尺寸介于至数十微米之间,。经过十几年的快速发展,通过多种方法已制备得到大量材料,如过渡金属硫化物模板辅助合成法也是种自下而上的合成方法,其中特定纳米结构的生长受到模板的限制或诱导,该方法般需要先制备出的诱导模板,然后母体材料通过在模板表面直接沿方向生长或者通过相变过程而获得非层状材料。年,等人通过综合真空基和溶液基等合成非层状方法的优点,发现了种利用水溶性盐晶体表面作为模板且同时适用于层状和非层状的通用合成策略,成功合成出横向尺寸可达平均厚度约为图的维和。图中白色曲线显示了氧化物的厚度,红色直线为扫描线。合成过程如图所示,即先通过将金属粉末或金属盐分散在乙醇中制得前驱体溶液,后将前驱体溶液与无机盐混合干燥后在气氛下高温退火,最后冷却并通过清洗过滤产物,便可以得到具有结构的纳米片。在此过程中......”

7、“.....盐晶体作为模板来诱导氧化物在特定的尺寸内定向生长到与盐晶体相近的尺寸,其横向尺寸的大小受论计算和分析,可以较准确地预测自限界面氧化物的组成。年,等人通过理论分析提出了种以无毒的低共熔镓基合金为反应溶剂,在室温下基于液体金属合成非层状的反应路线。通过采用范德瓦尔斯剥离和依赖于将空气注射加压使其进入液态金属这两种技术,在衬底上或悬浮液中将表面氧化物隔离成结构,成功合成出包括所有镧系氧化物大部分过渡金属和过渡后金属氧化物等在内的多种非层状,其中液态金属上的氧化物层可以根据氧化物形成的吉布斯自由能选择合适的合金元素进行控制。采用该路线合成出的结构氧化物纳米片具有不同的厚度,光学图像显示所制备的产品具有大的横向尺寸,有望被用于制造场效应晶体管的超薄绝缘体电介质,该技术适用于在衬底上生产高质量的氧化层薄膜,不仅不需要复杂设备做支撑......”

8、“.....但是,目前该方法得到的纳米片的结晶度相对较低,而氧化镓纳米片中还发现含有小的球形金属夹杂物,可能会限制其大规模应用。固相条件等很容易进行调节,然而,这种方法制得的材料中残存有大量难以去除干净的有机试剂,这对的活性及其在实际应用中性能的发挥都是非常不利的,除此之外,该方法的普适性仍有待进步验证,而且其所制得的材料沿垂直方向的厚度仍难以实现有效调控。图不同浸泡时间下得到的纳米片的图为了改善产物中有机试剂的大量残留情况,年,等人分别采用经聚合反应得到的聚环氧乙烷聚环氧丙烷聚环氧乙烷和乙醇来取代小分子,戊醇作为表面活性剂和助表面活性剂。通过将金属氧化物所对应的无机金属盐或金属醇盐溶于乙醇并与表面活性剂混合搅拌,采用自组装制得含有高分子表面活性剂分子的反片层胶束结构,然后转移至高压釜中制备得到含有非层状纳米片的混合物,最后通过洗涤离心干燥,收集得到纳米片......”

9、“.....且所制得的非层溶液,后将前驱体溶液与无机盐混合干燥后在气氛下高温退火,最后冷却并通过清洗过滤产物,便可以得到具有结构的纳米片。在此过程中,平面的生长源于盐晶体的晶格与生长的氧化物之间的匹配,盐晶体作为模板来诱导氧化物在特定的尺寸内定向生长到与盐晶体相近的尺寸,其横向尺寸的大小受所用盐晶体几何形状的影响,产量可以通过增加盐的用量来放大,而非层状的厚度可通过改变前驱体与盐的比例来调控。图的图和制备示意图这种模板辅助合成法有效地克服了自组装法中表面活性剂难以去除干净的问题,易溶盐模板经水冲洗便可以很容易去除掉,具有后处理简单成本低廉产物横向尺寸大产率高容易实施等优势。但在该方法中非层状成功制备的前提是需要与所用盐晶体的晶格相互匹配,这对于自由且连续的尺寸调控和大规模的材料制备而言是较为困难的,除此之外......”

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