基于微波辐照合成类石墨烯氮化碳的研究进展

类石墨烯氮化碳具有与石墨烯非常相似的结构特征,已在光催化、润滑等领域表现出极优越的性能,成为二维纳米功能材料领域的新热点。本文重点介绍了基于微波辐照合成类石墨烯氮化碳的研究进展,并通过与氧化刻蚀、液相超声剥离、热聚合等传统合成方法的比较,分析了微波合成在制备效率、效果上的优势;并指出采用高功率微波设备和石墨粉、短切碳纤维等对微波具有强烈响应的微波吸收剂,通过增强能量传递与吸收效率,强化微波电磁场环境下合成反应的非稳态程度,有助于提高合成效率、效果,并获取得到特殊形态、结构的新产物。

高能微波辐照合成类石墨烯氮化碳纳米片的结构特征

以碳纤维为微波吸收剂,基于微波辐照法直接处理三聚氰胺,快速高效地合成类石墨烯结构的氮化碳纳米片。借助于场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等分析手段,对微波合成产物进行表征。结果表明:与常规热缩聚合成的石墨相氮化碳相比,高能微波技术合成产物具有明显的纳米片特征,即成功地制备得到类石墨烯结构的氮化碳纳米片。同时,与超声剥离或氧化刻蚀得到的类石墨烯氮化碳纳米片相比,高能微波技术合成产物表面光滑平整,且可发现脆性断裂的现象,呈现出一定的刚性。

氮化碳在场发射冷阴极材料中的研究进展

氮化碳具有优良的热稳定性、高热导率、较大的禁带宽度和负的电子亲和势等优点,是一种极具潜力的场发射阴极材料。本文在介绍氮化碳的结构、性能以及作为场发射材料的研究现状的基础上,着重评述了氮化碳薄膜和粉体的制备方法;从优化结构中的sp^(2)簇的数量及尺寸、调控表面形貌、元素掺杂,以及通过与其他场发射材料复合或表面修饰形成多级发射结构等方面,阐述了优化氮化碳场发射性能的方法。最后总结了氮化碳薄膜和粉体分别作为场发射阴极材料仍然存在的问题,并以此指出将来开展相关研究的重点在于继续优化其场发射性能,以及探索其内部结构、缺陷等对场发射性能的影响。