与人类活动相关的温室气体排放,特别是CO 2排放,在过去100年中稳步增加,导致全球变暖。这个问题引起了全世界公民和许多政府之间的深切关注。的确,减少大气CO 2内容是现代社会面临的最复杂挑战之一。值得注意的是,高度高度污染的化石燃料提供了多达80%的世界能源需求。尽管有国际组织的承诺,但到目前为止,可再生能源的污染能源的速度太慢了,无法限制全球变暖。同时,正在开发替代策略,以减少大气中的CO 2过量,并有助于达到碳中立的目标。
基于石墨炔 (GY) 和石墨炔 (GDY) 的单层代表了下一代二维富碳材料,其可调结构和性能超越石墨烯。然而,检测原子级厚度的 GY/GDY 类似物中的能带形成一直具有挑战性,因为该系统必须同时满足长程有序和原子精度。本研究报告了在表面合成的金属化 Ag-GDY 薄片中形成具有介观(≈ 1 μ m)规律性的能带的直接证据。采用扫描隧道和角度分辨光电子光谱,分别观察到费米能级以上实空间电子态的能量相关跃迁和价带的形成。此外,密度泛函理论 (DFT) 计算证实了这些观察结果,并揭示了蜂窝晶格上双重简并的前沿分子轨道产生接近费米能级的平坦、狄拉克和 Kagome 能带。 DFT 建模还表明原始薄片材料具有固有带隙,该带隙保留在具有 h-BN 的双层中,而吸附诱导的带隙内电子态在 Ag-GDY 装饰银的 (111) 面的合成平台上演变。这些结果说明了通过原子精确的二维碳材料中的分子轨道和晶格对称性设计新型能带结构的巨大潜力。
[1] Jian Li, Amine Slassi, David Cornil, Minh-Huong Ha-Thi, Thomas Pino, Damien Debecker, Christophe Colbeau-justin, Jérôme Cornil,Mohamed Nawfal Ghazzal, " Tuning the Electronic Bandgap of Graphdiyne by H-substitution to Promote Interfacial Carrier Separation for High-Performance Photocatalytic Hydrogen生产”,Adv。功能。mater。2100994(2021)。
graphyne和GraphDiyne纳米骨本在不同的应用中显示出明显的前瞻性。在电子设备中,他们提出了用于高性能纳米级设备的独特电子性能,而在催化中,它们的出色表面积和反应性将其对许多化学反应的有价值的催化剂提供了支持,从而有助于可持续能量和环境修复。拓扑指数(TIS)是数值不变的,可提供有关给定分子图的分子拓扑的重要信息。这些指数在QSAR/QSPR分析中至关重要,并且在预测各种物理化学特征方面起着重要作用。在本文中,我们提出了用于计算Graphyne和GraphDiyne Nanoribbons的基于反向(RR)学位拓扑指数的公式,包括RR Zagreb索引,RR Hyper-Zagreb索引,RR Hyper-Zagreb索引,RR忘记了RR INDEX,RR ATOM键连接性指数和RR GEEMETEX和RR GEEMETIC INDEX,以及RR GEEMETIC INDEX。我们还执行图理论分析和比较,以证明至关重要的意义并验证获得的结果。我们的发现提供了对这些纳米管的结构和化学特性的见解,并有助于开发各种应用的新材料。
摘要 技术的快速进步和紧迫的全球挑战要求不断开发新的高效材料。全球研究人员正在探索超越当前使用技术和材料的创新技术和材料。在当代材料中,碳基石墨炔 (GDY) 因其在能源相关应用中的出色性能而脱颖而出,这要归功于其卓越的潜力和可调节的光电特性。GDY 是一种新型二维碳同素异形体,在碳家族中引起了广泛关注。GDY 与其他碳同素异形体的区别在于其独特的结构构型,具有 sp 2 和 sp 杂化碳原子。平面内杂化碳的这种拓扑排列具有高度共轭的特性,以及增强的电荷迁移和电子迁移率。本综述深入探讨了 GDY 的最新进展、特性和结构修改,重点是改进其在能源转换中的应用。具体来说,它为使用基于 GDY 的纳米催化剂进行光催化和电催化析氢和二氧化碳还原提供了宝贵的见解。
GraphDiyne(GDY)的研究在出生后的头十年中经历了快速增长。作为一种新的二维原子晶体,GDY具有由SP和SP 2杂交碳原子组成的独特结构,并且对科学家表现出许多前所未有的内在特性。由于GDY的固有特征,在广泛的研究领域中发现了一些新现象和特性。gdy在基本和应用科学方面取得了重大突破,形成了创新的科学概念,并取得了巨大的成就。在这些领域中,电化学能源存储和转换是基本应用研究的两个重要且令人印象深刻的领域。本综述着重于将GDY用作电化学能源存储和转换的高级电化学接口。它首先引入了GDY作为电化学接口的优势和固有的兼容性。然后,GDY在电化学存储和转换方面的最新成就得到了评论,我们可以从中欣赏GDY作为交替和创新电化学界面的重要材料的固有优势。最后,讨论了对电化学能源存储和转换的GDY界面的挑战和进一步观点的新见解,旨在促使深入研究及其在实际应用中的表现。
高分辨率透射电子显微镜 (HRTEM) 能够实现原子分辨率的直接成像,是当代结构分析的核心方法之一。[1] HRTEM 需要大量的电子剂量,因此它主要限于在电子束下稳定的材料,如无机晶体。[2,3] 而有机材料对电子束敏感,[4–6] 因此,目前还没有通用的有机晶体 HRTEM 成像方法,而有机晶体在药物、[7] 有机电子器件 [8,9] 和生物系统中至关重要。[10,11] 对于金属有机骨架 [12–14] 共价有机骨架 [15] 石墨炔薄膜 [16] 酞菁晶体 [17–20] 和有序聚合物的 TEM 成像已经取得了进展,分辨率有所提高。 [21] 然而,在有机物的 TEM 成像中,为了减轻电子束损伤,需要使用低电子剂量来实现对比度,这就需要强烈的散焦条件,这会导致对比度解释困难和精细结构细节的丢失。[22,23] 此外,即使是接近焦点的有机物 TEM 成像,在图像解释方面,也会对轻微的局部结构变化非常敏感。[24] 提供相位恢复图像的 HRTEM 方法可以直接解释图像对比度和精细结构信息,因为它反映了成像对象的实际物理图像。[25,26] 这种方法对于解决与有机材料典型的多态性、异质性和局部无序有关的长期挑战非常有价值。它还可以解决未知的有机晶体结构,包括纳米级域的结构分析。HRTEM 图像形成涉及两个过程:电子与样品的相互作用和电子光学成像过程。后者阻碍了根据真实物体结构进行图像解释,因为 TEM 图像的形成高度依赖于透镜的光学缺陷。[27] 在 HRTEM 中,解开物体和仪器贡献的方法包括像差校正器 [28] 或