本論文簡要地總結了超薄二維（2D）納米材料相關研究的最新進展,并以此為基礎,詳細討論了石墨烯氧化物（GO）、ITQ-2超薄分子篩和TiO2三種超薄2D納米材料的液相剝離制備方法、表征手段,以及通過組裝后復合并在催化和鋰離子電池領域的應用。從材料合成的角度來看,目前GO、ITQ-2分子篩和TiO2三種超薄2D材料的產量、質量、數(shù)量和生產率還遠遠不能達到工業(yè)化或商業(yè)化所需的標準。因此,三種超薄材料面臨的主要挑戰(zhàn)之一就是實現(xiàn)高產率和大規(guī)模生產,以滿足行業(yè)需求。其次,以上材料的物理、化學和電子性能高度依賴于它們的結構特征,因此,以高度可控的方式制備具有所需結構也是挑戰(zhàn)之一。第三個挑戰(zhàn)在于識別或開發(fā)有效的表征技術來探索它們的生長和復合機理。第四在于探索簡單而可靠的方法來穩(wěn)定這些超薄2D納米材料,以延長它們的穩(wěn)定性。第五,對超薄分子篩家族的吸附和催化性能方面的研究還十分淺顯。第六,通過靜電組裝或范德華相互作用可以很容易地制備垂直復合結構,但是包覆型復合結構的獲得依舊非常耗時。鑒于此,本論文在介紹超薄2D納米材料的組成、結構、測試方法及合成所需的的各種原材料、結構和性能的測試方法以外。展示了基于超薄... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）Ｔｉ（）．９１０２片的原子力顯微鏡照片和相應高度示意圖，化）１＾．９１０２的結構示??意圖［５５］

、Ｎｂ６〇ｉ７??Ｔａ氧化物?ＴａＯ：１??超�。尕も伿�?ＬａＮｂＡ、Ｌａ〇．９Ｅｕ（ｕ）５Ｎｂ２０７、Ｅｕ〇．５Ｊａ２０７、ＳｒＴａ２０７、Ｂｉ２ＳｒＴａ２０９、Ｃａ２Ｎｂ３０ｌｏ、??Ｓｒ２Ｎｂ３Ｏｌｏ、?ＮａＣａＴａ３０１０、?ＣａＬａＮｂ２Ｔｉ０１０、?Ｌａ／ＴｈＮｂＯＫ）、?Ｂａ．５Ｔａ４０ｌ５、?Ｗ２０７??Ｒｕ氧化物?Ｒｕ０２?￣￣??Ｗ氧化物?｜?Ｃｓ具，０３６??１．４合成方法??對性能調變的需求極大地刺激了制備超薄納米材料的各種合成方法的出現(xiàn)。??如圖１．３所示，通常，可以通過兩種策略來制備超�。玻募{米材料，即自上而下??的剝離方法和自下而上的構筑方法。前者包括機械和液相剝離，其中液相剝離又??細分為氧化輔助液相剝離（ＧＯ的合成）、插層輔助液相剝離（ＩＴＱ－２的合成）和離子??交換輔助液相剝離（Ｔｉ０２的合成），液相剝離普遍需要借助超聲技術配合處理樣??品。自下而上的構筑方法包括化學氣相沉積（ＣＶＤ），物理蒸氣沉積（ＰＶＤ）、氣相傳??輸（ＶＰＴ）、分子組裝和原子層沉積（ＡＬＤ）等氣固界面反應和主要用于合成Ｃ０Ｆ和??Ｍ０Ｆ材料的液－液界面自組裝方法和其他方法（如：有機配體輔助生長、小分子和??離子中介合成、２Ｄ模板受限生長、多元醇法、晶種法、光化學合成、生物合成、??納米粒子組裝）等，多篇綜述對每種方法都有比較詳細的介紹［１－１３］。這里主要??介紹液相剝離、ＣＶＤ生長技術和液－液界面自組裝�；谝合鄤冸x的方法可以高??產率地制備超�。玻募{米材料�；冢茫郑牡葰庀嗌L技術主要是制備高質量的超??薄２Ｄ納米材料�；谝海航缑孀越M裝用于拓展超�。玻募{米材料的組成范圍。??Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ

淀。??ＩＴＱ－２分子篩因為是經煅燒形成的，其穩(wěn)定性較好，但分散性卻很差。超�。裕椋埃�??在水溶液中的穩(wěn)定時間比較長，主要得益于其徑向尺寸比較小，在第二章會詳細??介紹，一般在水溶液中可以穩(wěn)定２個月以上。??１．７基于超�。玻募{米材料的復合結構??由于超�。玻募{米材料獨特的晶體結構，可以采用不同的策略有效地調節(jié)其??物理化學性質，進而針對特定環(huán)境實現(xiàn)超�。玻募{米材料積木式設計和組裝�？�??慮到量子限制（限域）效應，尺寸控制成為超�。玻募{米材料制備中不可缺少的研??宄方向。同時，如圖１．５所示，化學成分調節(jié)，如摻雜、合金化、原子空位，以??及通過電場和照明進行的物理場調節(jié)，是材料性能工程中的經典調節(jié)方法。此外，??結構調整，如相變、邊緣結構重構和晶體結構變形，可以幫助調節(jié)超�。玻募{米??材料的性能。??＾＿?Ｉｎｔｅｒ－ｍｏｎｏｍｅｒｓ?贏??ｌｕｍｅｎｓ?丨?ｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｆ］?｜?－遵如??雞．．齡／令?、％?、＼??－—?????１?／?，?＼?＼?Ｏｒｉｅｎｔｅｄ?ａｓｓｅｍｂｌｙ??卷：誦；??魏為如?Ｎ一＾＾＾７１…??．？丨”’，１勒，?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｃｆ?餘潘．游■?麟嫩魯．??ｔｕｎｉｎｇ??１１?＝ｒｄ??．ｖＨｖ＞?？??麟ｆＡＷ＊??圖１．?５探索超�。玻牟牧献呦蛳乱淮骷簭膯误w設計到組裝控制。??盡管超�。玻募{米材料的涌現(xiàn)不斷刷新和豐富其物理性質，但我們仍然需要??認識到，一種固定性質的材料未必能滿足多功能應用的要求。而從結構和材料角??度上看，復合結構為設計和制備具有多個構建塊的新型材料提供了更多的途徑。??從物理化學的角度來看，復合結


本文編號：3393364