Adv. Mater.最新文献快讯专题 二维材料综述盛宴(8.3更新)


本期专题跟踪了Advanced Materials于2016年8月3日见刊的所有文献,并做相关图文导读,相关文献资源网友已上传,点我下载

本期Advanced Materials.共更新文献15篇,绝大部分是关于石墨烯的综述,其中中国作者文章3篇【北京大学(1)、电子科技大学(1)、北京化工大学(1)】,文章主要涉及二维材料的制备技术以及在各领域的应用等。

1、社论:二维材料的经典化学方法

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

Paolo Samorì、Vincenzo Palerm和Xinliang Feng三位学者总结了二维材料的各种经典化学方法,其能够从原子或分子水平上控制二维材料的制成和结构,未来或可用来开发不可预测的多功能材料体系。

社论

三位作者合影

2、综述:超分子方法-从自组装到分子协助液相剥离

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

斯特拉斯堡大学与法国国家科学研究中心Artur Ciesielski及Paolo Samorì等人综述了近期无共价功能化石墨烯的合成方式,以及众学者对分子协助超声诱导液相剥离(UIPE)制备石墨烯片技术的探索。

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不含分散稳定剂(DSAs)及含DSAs的超声诱导液相剥离(UILPE)过程图示

3、综述:二维材料的生物医药用途

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

国国家科学研究中心Alberto Bianco等学者简述了二维材料的合成方式和表面功能化,重点全面综述了当下二维材料的生物医学应用进展和成就,包括体内外抗癌应用、组织工程、生物图像、癌症诊疗、生物传感、抗菌剂等方面。

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二维材料的分子结构与生物医用价值

4、综述:碳纳米薄膜制备与应用

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

德国耶拿大学Andrey Turchanin和比勒费尔德大学Armin Gölzhäuser等介绍了1nm厚、机械稳定的多功能碳纳米薄膜的常规制备流程、各项物理化学性质、向石墨烯的转化方式以及功能化应用。

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CNMs的形成及从CNMs获取石墨烯的流程图

5、综述:电容储能二维材料的制备

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

法国图尔大学的Beatriz Mendoza-Sánchez和美国德雷塞尔大学的Yury Gogotsi等对二维材料在电容储能领域的应用进行了汇总,包括其制备方法和电化学性能,尤其是基于石墨烯、过度金属氧化物、硫化物、碳化物等材料。综述中还讨论了影响电容性能的重要因素,及二维纳米材料微型超级电容和柔性独立超级电容的制备。

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用于透明电极的石墨烯薄膜卷装进出式生产示意图

6、综述:基于二维晶体的功能性油墨

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

意大利理工学院石墨烯实验室Francesco Bonaccorso等人对石墨烯和其他层状晶体的剥离方法进行了介绍,以剥离层的厚度和横向尺寸以及功能性油墨的组成归类,并介绍了有望用于制备二维晶体器件的打印/涂层工艺的发展现状。

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二维晶体基异质结器件的制备工艺示意图

7、张华综述:二维金属硫化物基纳米材料

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

南洋理工大学张华等总结了溶液法制备用于能量储存与转换的二维金属硫化物基纳米材料的最新进展,包括可充电电池、超级电容器、电催化制氢、太阳能电池等。作者还提出了现有的挑战、未来的研究方向以及个人见解。

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MoS2片自组装为层状微盒制备流程图

8、综述:提高二维TMD纳米片对析氢反应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)

罗格斯大学Manish Chhowalla等人总结了提高二维过渡金属二硫化物纳米片对析氢反应的催化活性的最新方法。

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 MoS2/rGO/CdS复合材料结构示意图

9、北京大学:MoS2在电催化析氢上的应用

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

二维过渡金属二硫族化合物由于其超高比面积等性能有望应用于电催化析氢,北京大学刘忠范院士和张艳锋研究员等利用非平衡化学气相沉积法制备出树突形MoS2或者通过提高电极基底上MoS2纳米片的形核密度的方法来提高MoS2电化学析氢性能。

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SrTiO3上单层树突形MoS2薄膜形貌和极化曲线

10、综述:电化学剥离石墨烯

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

电化学剥离石墨烯法由于具有好的可扩展性、可加工性和环境友好性,是一种具有前景的湿化学制备方法。德国Max-Planck-Institut für Kohlenforschung的Klaus Müllen教授和德累斯顿工业大学Xinliang Feng教授主要讨论了电化学剥离石墨烯在复合材料、电子、能源储存和转换领域的进展和应用。

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电化学剥离石墨烯在不同领域的应用

11、综述:表面合成石墨烯纳米带

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

瑞士联邦材料科学实验室和技术的Roman Fasel教授等基于表面合成法的基本概念,综述了表面合成法不同的反应步骤,精确化自动合成不同宽度、边缘结构石墨烯纳米带以及其性能。

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扶手椅形纳米管(n=7)表面合成过程和表面形貌

12、综述:石墨烯力学性能

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

意大利国家研究委员会有机合成和光反应研究所的Vincenzo Palermo等总结了最近发表的关于石墨烯力学性能的研究工作,并且指出了要成功技术化石墨烯基材料所面临的挑战。

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纳米石墨烯力学性能展示

13、综述:B、N掺杂石墨烯技术和最新应用

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

原子层级的纳米材料改性可以用来制备特制复合物以大大提高大量应用的性能。石墨烯的电化学多样性有诸多体现,如多功能掺杂二维材料应用于能源存储和电催化领域。尽管目前对硼掺杂和氮掺杂石墨烯的报道有很多,但是人们目前还不全面了解这些元素可能带来的协同作用。美国莱斯大学Jingjie Wu、Robert Vajtai和Pulickel M. Ajayan等发文综述了这些纳米材料的制备技术以及B、N单掺杂和共掺杂在氧还原反应(ORR)电催化、超级电容器和锂离子电池中的应用。

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B、N单掺杂和共掺杂石墨烯结构以及常用的掺杂方式

14、电子科技大学-综述:CVD法铜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作为基底通过CVD法制备高质量大尺寸石墨烯薄膜受到了广泛关注,电子科技大学Xuesong Li、德州仪器Luigi Colombo和韩国蔚山国家科学与技术研究所Rodney S. Ruoff等在这篇文章中综述了Cu作为基底通过CVD法制备石墨烯的各种技术、石墨烯生长机理和动力学、合成大面积石墨烯单晶技术、石墨烯转移技术以及前景和挑战等。

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LPCVD系统合成石墨烯示意图以及石墨烯SEM形貌表征

15、北京化工大学-综述:边缘功能化石墨烯和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)

在最小化对碳基底损坏的前提下,在石墨烯片边缘黏附选择性化学根进行边缘功能化可以在影响溶解度、成膜能力、电催化活性的同时保持原始石墨烯的物理化学性质。北京化工大学陈建峰和戴黎明等综述了边缘功能化石墨烯(EFGs)和其类似物二维共价有机聚合物(2D COP)作为能源材料的合成工艺。揭示了特定的石墨烯和COP材料在高效能源转化和存储领域边缘功能化的多样性。

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以S-GnPs为正极材料的锂硫电池2C倍率性能图(电压范围1.5-3V)

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