《次氯酸盐会使2D氧化石墨烯片的降解速度快于1D氧化碳纳米管和纳米角》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2017-11-16
  • 碳纳米结构目前正在推动一场从航空航天工程到电子技术领域的科学技术革命。氧化碳纳米材料,如石墨烯氧化物,与它们的原始等价物相比,显著提高了水的分散性,使他们在生物学和医学上的探索。伴随这些潜在的医疗保健应用,可降解性的问题已经被提出并且已经开始研究。本研究的目的是评估次氯酸盐的潜力,一种自然发生和工业使用的离子,在一周内降解氧化碳纳米材料。我们主要关注的是石墨烯氧化物降解过程中发生的物理化学变化,与其他两种氧化碳纳米材料(即碳纳米管和碳纳米管)相比。在一个星期的时间里,使用包括视觉观察、uv - vis光谱学、拉曼光谱、红外光谱、透射电子显微镜和原子力显微镜等一系列技术,对降解动力学进行了密切的监测。氧化石墨烯迅速退化成显性非晶结构,缺乏特征拉曼特征和微观形貌。氧化碳纳米管通过一种壁剥落机制进行降解,但仍维持了sp2碳主链的很大一部分,而氧化碳纳米角的降解具有一定的中间性。本研究显示了氧化碳纳米材料的物理和化学变化的时间轴,表明在氧化碳纳米材料存在的7天内,氧化碳纳米材料相对于1D氧化碳纳米材料的降解速度更快。

    ——文章发布于2017年11月08日

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-04-28
    • 东京都立大学的研究人员使用碳纳米管模板生产过渡金属单硫化物(TMM)的纳米线,其直径仅为3个原子。这些比以前的尝试长50倍,可以单独研究,保留原子准“1D”物体的特性。该团队发现单线在受到扰动时扭曲,表明孤立的纳米线具有独特的机械性能,可能适用于纳米电子的切换。 在不到二十年的时间里,二维材料已经从理论上的好奇心转变为现实生活中的应用;最着名的例子是石墨烯,由有序的碳原子片组成。虽然我们远未充分利用石墨烯的全部潜力,但其卓越的导电性和导热性,光学性能和机械弹性已经导致了广泛的工业应用。实例包括能量储存溶液,生物传感,甚至用于人造组织的基质。 然而,尽管从3D到2D的成功过渡,分离2D和1D的屏障仍然难以克服。被称为过渡金属单卤化物(TMM,过渡金属+第16族元素)的一类材料作为精密纳米电子学中的潜在纳米线受到特别关注。理论研究已经存在了30多年,并且初步的实验研究也成功地制造了少量的纳米线,但是这些通常是捆扎的,太短的,与块状材料混合或者仅仅是低产率,特别是当涉及精密技术时,例如光刻。捆绑特别成问题;被称为范德瓦尔斯力的力量将迫使导线聚集,有效地掩盖人们可能想要访问和应用的1D导线的所有独特属性。 现在,由东京都立大学助理教授Yusuke Nakanishi领导的团队成功地生产了大量隔离良好的TMM单纳米线。他们使用微小的,开放式的单层碳或碳纳米管(CNT)卷来模拟钼和碲的组装以及从蒸汽中导入电线的过程。他们成功地生产了TMM的单根隔离线,其仅有3个原子厚度,比使用现有方法制造的那些长50倍。这些纳米尺寸的CNT“试管”也显示出不与导线化学结合,有效地保留了隔离TMM导线所期望的性能。重要的是,它们有效地“保护”了相互之间的电线,允许前所未有地访问这些1D对象的隔离行为。 在使用透射电子显微镜(TEM)对这些物体进行成像时,研究小组发现这些导线在暴露于电子束时表现出独特的扭曲效应。以前从未见过这种行为,并且预计这种行为对于隔离电线是独特的。当材料结合到微观电路中时,从直的到扭曲的结构的过渡可以提供新颖的切换机制。该团队希望能够制造隔离良好的1D纳米线可以显着扩展我们对1D材料功能背后的性质和机制的理解。 ——文章发布于2019年4月20日
  • 《研究了接枝于碳纳米管上的三元掺杂二硫化钼纳米结构与还原氧化石墨烯(RGO)在苯胺光催化降解中的应用》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
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    • 过渡金属硫化物半导体在光催化和污染物降解领域得到了广泛的关注。具有二维(2D)层状结构、窄带隙和在可见光下激发的能力的MoS2,在可见光驱动的光催化剂中显示出了巨大的潜力。然而,它拥有快节奏的电荷重组。在本研究中,我们以氧化锌纳米棒为原料合成了二硫化钼纳米薄片,并开发了异质结光催化剂,以获得优异的光活性。这种复合材料中的电荷转移不足以实现理想的活性。因此,采用还原氧化石墨烯(RGO)纳米薄片和碳纳米管(CNTs)对异质结进行修饰,制备出RGO/ZnO/MoS2和CNTs/ZnO/MoS2三元纳米复合材料。的结构、形态、组成、光学与光催化性能的纯属捏造样本特征通过x射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM),能量色散x射线(EDX)、元素映射,光致发光(PL),紫外-可见光谱(紫外)、和Brunauer-Emmett-Teller(打赌)技术。通过苯胺在水溶液中的光降解来评价各样品的光催化性能。RGO或CNTs与ZnO/MoS2的结合大大提高了催化活性。然而,制备的RGO/ZnO/MoS2三元纳米复合材料的催化性能明显提高,速度快于CNTs/ZnO/MoS2。电荷载流子转移研究、BET表面积分析和光学研究证实了这一优势。然后研究操作变量的作用,即溶液pH值、催化剂用量和苯胺初始浓度,以获得最大降解。pH = 4时,催化剂用量为0.7 g/L,苯胺浓度为80ppm,光强为100w。根据捕集实验结果,发现在光催化反应中,羟基自由基是主要的活性物质。同时,提出了一种合理的机理来描述三元复合材料对苯胺的降解。此外,由于各组分之间的协同作用,该催化剂经过连续5个循环后,表现出良好的可重用性和稳定性。总有机碳浓度(TOC)结果表明,辐照210 min后苯胺发生完全矿化。最后,以实际石化废水为样本,通过实际案例研究,对所制备的复合材料的催化性能进行了评估,结果表明,该工艺成功地淬灭了废水中化学需氧量(COD)和TOC的100%和93%,