在聚合矩阵中掺入二维纳米结构的复合材料具有多种技术(包括气体分离)的功能成分。前瞻性地,使用金属有机框架(MOF)作为多功能纳米燃料,将显着扩大功能范围。但是,事实证明,以独立纳米片的形式合成MOF是具有挑战性的。我们提出了一种自下而上的合成策略,用于可分散的铜1,4-苯二甲基甲酸MOF MOF薄片,层层层和纳米尺寸。将MOF纳米片掺入聚合物矩阵中赋予所得的复合材料,具有与CO2/CH4气体混合物的出色二氧化碳分离性能,以及与压力分离选择性的异常和高度期望的提高。通过层压板浓缩的离子束扫描电子显微镜揭示,与各向同性晶体相比,MOF纳米片对膜横截面的优越占用源于膜横截面,从而提高了分子歧视的效率,并消除了无可生度的持续性途径。这种方法为各种应用打开了超薄MOF - 聚合物复合材料的门。
最近发现二维(2D)过渡金属碳化物和硝酸盐(MXENES)由于其独特的电气,光学和化学性质而受到了极大的关注。这些非凡的特性使它们成为各种应用,包括通过光热效应的多模式肿瘤疗法的合适候选者。在这项工作中,我们演示了如何通过应用连续的超声处理过程来减少1-5 µm大的Ti 3 C 2单层MXENE片。不同的微观技术已被用来可视化超大单层Ti 3 C 2纳米片的形成。所制备的Mxene纳米片在水和乙醇中表现出良好的溶解度。此外,使用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(Aptes)和聚(3,4-乙二烯二苯乙烯)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)用于MXENE纳米片的表面修饰,以打开随后的抗体生物套件的可能性。PEDOT:PSS改善了纳米片的光热转化性能,这是通过在辐射时从48.6ºC增加到58.1ºC的记录,提高了808 nm波长激光器的温度。进一步的体内和体外研究将需要优化Ti 3 C 2纳米片的光热特性。
Michalis Stavrou,* Benjamin Chacon,Maria Farsari,Anna Maria Pappa,Lucia Gemma Delogu,Yury Gogotsi,*和David Gray*
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[A] I. J.GómezCeitecMasaryk University Kamenice 5,625 00 Brno,捷克共和国[C] V.Sebastián博士,Aragón(INA)的纳米科学研究所J.Santamaría教授(INA)和化学与环境工程系的纳米阶级研究所,以及50018 Zaraga,Spain ebro,Spain eBro,Spain eBro,耶稣。生物材料和纳米医学(Ciber-BN)28029马德里,西班牙[A]I. J.GómezCeitecMasaryk University Kamenice 5,625 00 Brno,捷克共和国[C] V.Sebastián博士,Aragón(INA)的纳米科学研究所J.Santamaría教授(INA)和化学与环境工程系的纳米阶级研究所,以及50018 Zaraga,Spain ebro,Spain eBro,Spain eBro,耶稣。生物材料和纳米医学(Ciber-BN)28029马德里,西班牙
此类材料可用于传感器技术[3–6]、能量存储和转换[7–12]、催化[13,14]以及光学和光电设备等各个领域。[15] 此类材料合成的主要挑战之一是化学功能单元的定制整合。石墨烯等二维碳材料在这方面引起了人们的极大兴趣。[16,17] 然而,石墨烯作为组装分级材料的平台的应用受到限制,特别是由于其化学惰性以及在功能化后物理性质的恶化。[15,18,19] 因此,分子纳米片越来越受到关注,因为它们可以由各种有机化合物灵活组装并本质上提供功能基团。 [20,21] 在这方面,碳纳米膜 (CNM)——厚度约为 1 纳米的分子纳米片,为二维材料的分级组装提供了一个通用平台。[22–25] CNM 可以通过电子辐照诱导芳香族自组装单分子层 (SAM) 交联大规模合成,[23] 具有可调的厚度 [24] 和孔隙率 [24,26],并允许化学功能化 [27,28] 以及气体和离子渗透,[29,30] 等。CNM 的应用示例包括二维片的分级组装,用于生物识别 [31] 和能量漏斗 [27] 应用,以及用于实施
摘要:氧气进化反应(OER)为许多电催化功率对X过程提供了质子,例如从水或CO 2中产生绿色氢或甲醇。含氧氧化物(IOHS)是该反应的出色催化剂,因为它们在酸性电解质中的活性和稳定性之间取得了独特的平衡。在IOHS中,此平衡随原子结构而变化。 虽然无定形IOH的表现最佳,但它们是最不稳定的。 相反,它们的结晶对应物是正确的。 这些规则用于减少稀缺的IOH催化剂的负载并保留性能。 但是,尚不完全了解活动和稳定性在原子水平上如何相关,从而阻碍了理性设计。 在此,我们提供了简单的设计规则(图12),这些规则源自本研究中的文献和各种IOH。 我们选择了晶体IROOH纳米片作为我们的铅材料,因为它们提供了出色的催化剂利用和可预测的结构。 我们发现,iRooh在超过无定形IOH的活性的同时表示晶体IOH的化学稳定性。 其致密的锥体三价氧(μ3Δ-O)的密集键合网络提供了结构完整性,同时允许可逆还原到电子间隙状态,从而减少了还原电位的破坏性效果。 反应性起源于具有自由基特征的协调不饱和边缘位点,即μ1-o oxyls。 我们希望这些规则将激发未来催化剂的原子设计策略。 ■简介在IOHS中,此平衡随原子结构而变化。虽然无定形IOH的表现最佳,但它们是最不稳定的。相反,它们的结晶对应物是正确的。这些规则用于减少稀缺的IOH催化剂的负载并保留性能。但是,尚不完全了解活动和稳定性在原子水平上如何相关,从而阻碍了理性设计。在此,我们提供了简单的设计规则(图12),这些规则源自本研究中的文献和各种IOH。我们选择了晶体IROOH纳米片作为我们的铅材料,因为它们提供了出色的催化剂利用和可预测的结构。我们发现,iRooh在超过无定形IOH的活性的同时表示晶体IOH的化学稳定性。其致密的锥体三价氧(μ3Δ-O)的密集键合网络提供了结构完整性,同时允许可逆还原到电子间隙状态,从而减少了还原电位的破坏性效果。反应性起源于具有自由基特征的协调不饱和边缘位点,即μ1-o oxyls。我们希望这些规则将激发未来催化剂的原子设计策略。■简介通过与其他IOH和文献进行比较,我们概括了我们的发现并综合了一组简单的规则,这些规则可以预测原子模型中IOH的稳定性和反应性。
与传统抗生素不同,由 2D 纳米材料制成的抗菌剂可以以较少的量使用,从而降低副作用和耐药性问题的风险。由于 MoS 2 等 TMD 具有移动性、稳定性、价格合理、与身体相容性、多功能性和易于生产等特点,它们在医学领域对抗癌症和细菌方面显示出良好的前景 [11]。研究人员正在探索 MoS 2 的各种应用,包括增强性能、医疗用途和电子产品。虽然 MoS 2 纳米材料具有显着的属性,但如果不进行适当修改,则在医学中使用它们会受到限制。通过加入其他功能来增强 MoS 2 可以扩展其潜在应用。此外,将 MoS 2 与其他抗菌材料结合可以大大提高其有效性 [12]。
基于过渡金属氧化物[4]的Docapators。但是,这两种类型的超级电容器都是完美的。对于基于碳的EDLC,尽管它可以提供更高的功率密度,短充电和放电过程以及良好的稳定性,但能量密度限制在电极/电解质界面处有限的电荷分离以及活性材料的可用表面积[5]。对于依靠金属氧化物(仅用于MNO 2)的假性数据电容器,它具有较高的理论能力,自然丰度和环境能力,但循环寿命短和低功率密度[6]。因此,将碳基材料和MNO 2的复合材料是最佳选择。许多努力已经在这一方面进行了。例如,基于复合材料的超级电容器,例如石墨烯/MNO 2/碳纳米管(CNTS)[7],激光标记的石墨烯MNO 2 [8],MNO 2 @CNTS/CNTS [9] [9],都可以实现更高的能力,而大多数可以为其提供更大的功能,但可能会构成大多数的应用程序,因此,他们的范围很高,因此[10]的范围很高。因此,找到具有较高兼容性和低成本的碳材料作为复合材料的基础很重要。生物量前体,可以产生具有分层多孔结构和高表面积的活性碳(AC)的自然元素,满足了先前对自然界中的友好性和丰富性的要求[11]。如今,水热合成和电沉积法是制备生物碳/MNO 2复合材料的主要方法[12]。但是,这些方法不适合大规模生产。为了进一步降低生产成本大规模商业应用,一种可行的方法是将纳米结构化的MNO 2固定在红薯衍生的碳框架(SPCF)中,通过低体温溶液的生长技术,以生成SPCF,以产生与MNO 2 Nano 2 Nanopartects同步负载的SPCF。生成的复合材料SPCF/MNO 2显示出具有高特异性的电容性能(0.5 A/G时为309 f/g),并且具有良好的放电速率能力(在20 A/G时为94 f/g)。这些特性证明了SPCF/MNO 2复合材料作为超级电容器的竞争电极材料。