超声液相剥离法制备类石墨烯二硫化钼

以1,4-丁二醇(BDO)和去离子水为混合溶剂,通过超声液相剥离法制备类石墨烯二硫化钼(MoS_(2))分散体。采用紫外-可见光光度计分析混合溶剂中BDO含量、超声功率和超声时间对分散体中类石墨烯MoS_(2)含量的影响,借助原子力显微镜和拉曼光谱仪表征分散体中类石墨烯MoS_(2)的片层厚度。结果表明:按照1 mg/mL比例将MoS_(2)粉末加入到BDO与水体积比为4∶1的BDO/水混合溶剂中,600 W水浴超声40 h,可制备质量分数约为0.04%,以三片层结构稳定分散于混合溶剂的类石墨烯MoS_(2)。

原料对纳米氮化碳制备的影响

分别以三聚氰胺、二氰二胺、尿素为前驱体,在不同气氛下利用高温热聚合方制备g-C_(3)N_(4),优选制备方法,利用液相剥离法制备纳米g-C_(3)N_(4)。通过X射线衍射分析(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征分析不同原料制备的g-C_(3)N_(4)的结构异同及在不同气氛下制备的g-C_(3)N_(4)结晶性的优劣。综合结晶性、晶面间距与外部条件,选择三聚氰胺为前驱体,对在空气气氛下制备的g-C_(3)N_(4)进行液相剥离处理,通过SEM图像表征分析可知,对纳米g-C_(3)N_(4)细胞粉碎时间越长粒径越小。结果表明,原料对纳米氮化碳制备的影响主要表现在结晶性和晶面间距上,以三聚氰胺为前驱体、在空气气氛下制备的g-C_(3)N_(4)来制备纳米氮化碳粒径发生了变化。

二硫化钼纳米薄片分散液的剥离制备

文中采用液相超声剥离粉末二硫化钼制备了纳米薄片分散液,通过紫外可见吸收光谱测定分散液的浓度,并探索了超声功率、超声时间以及二硫化钼初始浓度对纳米薄片分散液浓度的影响。实验结果表明,当超声功率为350 W,超声时间为48 h,二硫化钼初始浓度为10 mg/mL时,所制备的纳米薄片分散液浓度可达0.16 mg/mL。在剥离过程中加入聚乙烯吡咯烷酮,可以有效避免由于纳米薄片自身团聚而导致的分散液稳定性差的问题,所得到的二硫化钼纳米薄片分散液可稳定存放超过两个月;同时,PVP的加入可将二硫化钼纳米薄片分散液浓度提高至0.42 mg/mL。

FeS量子点及其复合薄膜的制备与红外特性研究

过渡金属硫属化合物(TMCs)因其独特的电子结构和优异的光电性能,被广泛应用于催化、光电器件和生物成像等领域。硫化亚铁量子点(FeS QDs)作为一种TMCs纳米材料,由于较窄的禁带宽度而表现出优异的近红外特性,在红外探测器方面具有潜在价值。文中采用液相超声剥离法制备了FeS QDs,再利用共混法制备得到FeS QDs/PVA纳米复合薄膜,并对FeS QDs进行了形貌和结构的表征,测试了FeS QDs和FeS QDs/PVA纳米复合薄膜的光学性质。结果表明:FeS QDs分散性良好,没有出现团聚现象,平均粒径约8.1 nm,平均高度8.7 nm,呈球形,通过计算得到FeS QDs的直接带隙约为0.23 eV;FeS QDs及其PVA纳米复合薄膜在红外波段均具有明显的吸收和发光特性;随着激发波长增加,复合薄膜的峰位发生红移,表现出Stokes位移效应和激发波长依赖性。FeS QDs/PVA纳米复合薄膜所展示的优异红外吸收和发光特性,表明其在红外探测、生物医学、光电器件等研究领域中具有重要的应用潜力,有望成为一种新型红外光电材料。

CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜的制备与红外特性研究

过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性,被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料,硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性,有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs,再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜,并对它们的光学性质进行了研究,结果表明:CoS QDs的平均尺寸约为5 nm,大小均匀,呈球形;CoS QDs与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性,且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜;随着激发光波长的增加,纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移,表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性,表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值,有望成为一种新型红外探测材料。

CoS量子点的尺寸可控制备及光学性质研究

采用液相超声剥离法成功制备了CoS量子点(QDs),使用透射电子显微镜(TEM)对CoS QDs的形貌和结构进行了表征,利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光光谱仪(PL)测试了样品的吸光度和不同激发波长下的荧光强度.测试结果表明:在离心转速为4500、3000 r/min和1500 r/min时,CoS QDs的平均尺寸分别为3.4、3.6 nm和4.4 nm;三种尺寸的CoS QDs具有宽带光吸收特性,并且随着量子点尺寸的增加,CoS QDs的吸收范围逐渐变宽,PL峰表现出Stokes位移和激发波长依赖性.

FeS量子点的制备及其光学特性研究

采用液相超声剥离法制备了尺寸可控的FeS量子点(QDs),通过改变离心转速得到不同粒径的FeS QDs.利用TEM对FeS QDs的形貌和结构进行了表征;通过UV-Vis和PL光谱研究了FeS QDs的光学特性.结果表明:当离心转速分别为4500、3000 r/min和1500 r/min时,对应的FeS QDs平均尺寸为2.6、3.0 nm和3.5 nm;三组样品在紫外到红外波段(200~2000 nm)均有吸收,随着波长的增加吸收强度缓慢下降;此外,研究发现FeS QDs具有光致发光特性,随着激发光波长增加PL峰红移,表明其发光具有波长依赖性.

阻燃硬质聚氨酯泡沫/羟基化氮化硼纳米复合材料的制备与性能

采用超声辅助液相剥离法成功制备了羟基化氮化硼纳米片(BNNS),并与聚醚多元醇(PMPO)分子链原位结合,制备了阻燃硬质聚氨酯泡沫/氮化硼纳米导热复合材料。结果显示,该方法制备的BNNS片层薄且表面含有较多官能团。相比未剥离的h-BN,羟基化BNNS改善了聚氨酯泡沫的微观孔隙结构。随着BNNS含量增加,复合材料的压缩强度先升高后逐渐降低。在0.5%~1%范围内,复合材料表现出最佳的热稳定性和协同阻燃性能。当BNNS含量为1.5%时,RPUF/BNNS复合材料的热导率提高了186.2%,达到0.063 W/(m·K)。

二维WS_(2)纳米片的规模化可控制备及其摩擦学性能

以微米级WS_(2)为原料、异丙醇为剥离介质,通过超声辅助液相剥离、液相级联离心和固液分离的策略制备二维WS_(2)纳米片,采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重-差示扫描量热联用分析仪等对二维WS_(2)纳米片的微观结构、形貌和热稳定性进行表征。借助四球摩擦磨损试验机考察二维WS_(2)纳米片作为锂基润滑脂添加剂的极压、减摩和抗磨性能,利用电子显微镜对钢球磨斑表面进行分析。结果表明,实现了不同片径二维WS_(2)纳米片的规模化制备,且所制备的样品晶型无破坏、晶格完整,具有较好的热稳定性;二维WS_(2)纳米片的片径对锂基润滑脂的摩擦学性能有显著影响,随着片径减小,其极压、减摩和抗磨性能均明显提升;当WS_(2)-3纳米片质量分数添加量为2.0%时,最大无卡咬负荷和烧结负荷较锂基脂分别提升63.3%和86.1%,摩擦系数和磨斑直径减小19.3%和34%。

二硫化钨纳米片制备及其钙钛矿太阳能电池空穴传输层应用

开发新型无机空穴传输层材料是钙钛矿电池实现商业应用的重要挑战之一。本文开展了二硫化钨纳米片制备及其钙钛矿太阳能电池空穴传输层应用研究。采用液相超声剥离法成功制备了WS 2纳米片,并将其引入钙钛矿太阳能电池中用作空穴传输层。结果表明,当WS 2纳米片溶液浓度为1 mg/mL时,制备的WS 2纳米片空穴传输层具有较合适的厚度,并且后续在其上生长的钙钛矿活性层成膜质量高、结晶性能好,电池取得6.3%的光电转换效率。结果证实WS 2纳米片可作为新型无机空穴传输层材料用于钙钛矿太阳能电池。

多层石墨烯作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能(英文)

以膨胀石墨为原料,采用不同溶剂,通过液相超声直接剥离法制备多层石墨烯,利用透射电子显微镜、原子力学显微镜对其形貌进行了表征,在多功能往复摩擦磨损试验仪上研究了石墨烯石蜡分散体系的摩擦学性能。通过扫描电镜、能谱仪分析了磨痕形貌及表面元素组成。结果表明:多层石墨烯作为液体石蜡添加剂表现出良好的减摩抗磨性能,主要是因为多层石墨烯在磨损表面形成的物理吸附膜与摩擦化学反应膜的共同作用。

类石墨烯二硫化钼结构演变行为研究

采用液相超声剥离法制备圆形类石墨烯二硫化钼,研究类石墨烯二硫化钼的形貌演变特征。结果表明,与二硫化钼晶体相比,类石墨烯二硫化钼呈半透明态,边角趋向圆滑。采用规则的球状多面体二硫化钼颗粒,经过液相超声法剥离,制备了圆形的类石墨烯二硫化钼晶体。分析认为Mo S2晶体的键能释放是获得圆状类石墨烯二硫化钼的主要原因。晶体形貌的演变过程为:近球状无定形二硫化钼经过高温晶化变成球状多面体二硫化钼;球状多面体二硫化钼经过液相超声法剥离变成圆状的类石墨烯二硫化钼。

二维二硫化钼制备及其对聚碳酸酯热稳定性改性研究

采用液相超声剥离法对块状MoS_2进行剥离,制备片层较薄的MoS_2纳米片,与工程塑料聚碳酸酯(PC)通过溶液共混法制备PC/MoS_2纳米复合材料,通过红外(FTIR)、热重分析(TG)和差示扫描量热仪(DSC)等对复合材料的微观结构和热稳定性进行分析。结果表明,添加MoS_2纳米片可以有效改善PC的热稳定性。

纳米氮化硼片/纤维素复合导热膜的制备及表征

采用液相超声剥离法,以两种微米级的六方氮化硼(h-BN)为原料,使用异丙醇/水共溶剂进行纳米氮化硼片(BNNS)剥离。利用紫外可见光分光光度计考察了共溶剂配方对BNNS剥离浓度的影响。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、动态光散射纳米粒度仪和激光闪射导热仪,研究不同尺寸h-BN原料对剥离得到BNNS的平均尺寸和尺寸分布的影响,并考察了BNNS含量对BNNS/纳米纤维素(NFC)复合膜导热性能的影响。结果表明,使用1~2μm的h-BN剥离制备的BNNS/NFC复合膜热导率在BNNS添量为55%时达到最大值19.04W/(m·K),为纯NFC的11.9倍,大于相同BNNS添量下30μm的h-BN剥离制备的BNNS/NFC复合膜热导率[15.04W/(m·K)]。

溶剂对二维MoSe_2量子点发光性质的影响

采用液相超声剥离法一步制备了MoSe_2量子点,研究溶剂对MoSe_2量子点形貌和发光性质的影响。透射电子显微镜结果表明,所制备的MoSe_2量子点尺寸均匀、分散性良好,溶剂影响MoSe_2量子点的尺寸。所制备的MoSe_2量子点在可见光区和紫外光区各有1个发光峰,发光峰分别归属于MoSe_2量子点的缺陷态和本征态发光。能带带隙随量子点尺寸的减小而变大,导致发射峰蓝移;MoSe_2量子点表现出量子限制效应。对发光机制的认识将有助于设计量子点的尺寸与表面结构,获得新颖的发光特性。

PDMS/MoS_(2)纳米复合材料的制备研究

以二硫化钼(MoS_(2))粉末为原料,采用液相超声剥离法制备MoS_(2)纳米片,并通过正交试验法探究其最优制备MoS_(2)纳米片实验参数。结果发现,45%乙醇溶液、8 h超声时间、1 500 r/min是制备MoS_(2)纳米片的最优参数。通过制备的MoS_(2)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备复合材料,研究其光特性发现,复合材料具有光致伸缩性及良好伸缩性。

LDHNSs的制备与表征

以全氟辛基磺酸钾为阴离子表面活性剂,以N,N′-二甲基乙酰胺为极性溶剂,利用阴离子插层/超声辅助液相剥离法制备出少层的水滑石纳米片(LDHNSs)。采用SEM、XRD、TEM、AFM和激光粒度仪等测试手段对产物进行表征。结果表明,LDHNSs的厚度为7~17nm,仅为1~4层。

微纳尺度下准一维超导体TaSe_(3)的物理减薄

在低维材料中,二维材料的剥离技术已经相对成熟,准一维材料由于具有特殊晶格结构,其减薄方法目前还缺乏系统的研究。针对准一维层状超导体TaSe_(3),借助X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪(RS)、原子力显微镜(AFM)与光学显微镜(OM)表征手段,系统地研究了微纳尺度样品的机械剥离法与超声辅助液相剥离法。结果表明:在机械剥离法中,提高温度或者改变样品放置方向使其与剥离方向垂直时,总剥离样品数和理想微纳尺度下的样品个数均增加,但理想样品占总样品的比例降低;在超声辅助液相剥离法中,利用超声波破碎仪,在振幅为305μm的条件下,超声20 min时,得到的理想样品最多,且远远多于机械剥离法得到的样品。因此,超声辅助液相剥离法与机械剥离法相比,更适用于微纳尺度准一维材料减薄。