新型纳米黑磷的电化学辅助制备及其稳定性研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keremslr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳米黑磷因其优异的光电子效应、高载流子迁移率、可调节直接带隙等性能在催化、储能、场效应晶体管等领域展现出好的应用前景。然而,纳米黑磷的应用受限于其制备方法。并且,纳米黑磷的应用性能及领域与其结构形貌密切相关。此外,由于纳米黑磷在空气和水中的稳定性较差,一定程度上影响了其在应用时的性能。因此,开发新型纳米黑磷的制备方法,并提升其稳定性,不仅可以拓宽纳米黑磷的应用领域,还可提升其应用性能。本文围绕新型纳米黑磷的电化学辅助制备及其稳定性研究开展工作,开发出黑磷纳米带和多孔黑磷烯两种新型纳米黑磷的制备方法,并通过电化学掺杂金属Zn提高了多孔黑磷烯的稳定性,具体研究工作如下:(1)开发了一种电化学辅助制备新型纳米黑磷—黑磷纳米带的方法,并研究了不同放电比容量对纳米黑磷形貌的影响。通过TEM、XPS、Raman、UV-vis对纳米黑磷进行表征分析,结果表明放电比容量为350 m Ah/g时,可制备得到长约202~737 nm,宽约7.9~13.2 nm的黑磷纳米带,而且其具有不同于普通黑磷烯的光学吸收性能。(2)开发了一种低温电化学辅助制备新型纳米黑磷—多孔黑磷烯的方法,并研究了温度和电压对电化学剥离的影响。结果表明电压相同时,温度为0℃可得到黑磷纳米片,-5℃可生成多孔黑磷烯。通过AFM、TEM、XPS、Raman和UVvis对多孔黑磷烯进行表征,结果表明多孔黑磷烯的横向尺寸约为0.3~1.4μm,高度小于2 nm,孔尺寸为20~170 nm。并且,随着电压升高,多孔黑磷烯的孔径变大、横向尺寸变小、厚度变薄。此外,多孔黑磷烯的孔尺寸不同,光学吸收性能亦不同。(3)针对新型纳米黑磷—多孔黑磷烯在空气和水中不稳定的问题,设计对比实验,探索了多段电位和不同方波电位下制备的Zn掺杂纳米黑磷的结构、形貌及稳定性。结果表明方波电位下限为-0.3 V,上限为3V,每段电压施加时间为5min,循环12次时,可制备出Zn掺杂多孔黑磷烯。通过TEM、AFM、XRF、XPS、拉曼和UV-vis吸收光谱等对Zn掺杂多孔黑磷烯进行表征,结果表明Zn掺杂多孔黑磷烯横向尺寸约为2μm,高度小于1.6 nm,孔尺寸为几到几十纳米。并且,Zn元素分布均匀,Zn掺杂后的多孔黑磷烯在空气和水中具有较好的稳定性。
其他文献
纳米流体作为一种新型换热工质,由于具有较强的换热能力。在蓄热以及换热器等方面有着广泛的应用前景。而磁性纳米流体除了具有传统纳米流体的换热特性以外,还兼具顺磁性等特性,因此可通过改变磁场对磁纳米流体进行换热调控。由于换热集热领域,纳米流体的稳定性是限制其应用的主要原因之一。因此本文以水基Fe3O4磁性纳米流体作为研究对象,定性定量的分析了其稳定性,并从微观角度解释其稳定性机理。在稳定性基础上,通过实
滇东南都龙超大型锌锡矿床是我国第一大铟资源产地。目前,对其矿石中铟的赋存状态、分布规律及成形成制仍不清楚,限制了资源勘查评价和深度开发利用。本文在对都龙矿床进行了较充分地资料整理的基础上,系统开展了野外调查、采样及测试分析,对该矿床含铟矿石进行了详细的岩石学及和地球化学研究,主要取得了以下成果和认识:(1)都龙锌锡矿精矿化学分析结果表明,铟主要赋存于锌精矿和铜精矿中,而在铁硫精矿和锡精矿中的含量很
全球经济的飞速发展之下,是以远超预期的能源消耗为代价。在寻找新型能源替代的同时,提高现有能源的利用效率也备受关注,比如回收工业余热和储存空闲电能。热能是与人类的生活和社会生产息息相关的能源,因为大部分能量以热能形式被人们所消耗。作为最有前途的热能存储(TES)介质,相变材料(PCM)广泛用于热能存储系统,以达到提高利用效率的目的。当前,有机相变材料(OPCM)以其卓越的性能在热能存储领域具有诸多优
本文以安宁市坪子村排土场研究对象,该排土场为矿山拟建排土场,为明确降雨及地震作用是否会影响排土场的后期使用。对坪子村排土场在降雨及地震条件下,排土场内部渗流特性变化规律及降雨-地震耦合条件下边坡内部应力情况、位移变化情况及不同影响因素对排土场稳定性的敏感度展开研究;并以此确定不同工况、不同影响因素对排土场边坡稳定性的影响程度。首先根据坪子村现场具体情况,现场取样进行了相关的物理力学试验,确定排土场
本文是以工业废弃物黄磷炉渣为原料,采用湿化学法制备出不同掺杂量的Eu3+单掺杂和Eu3+、Ti4+共掺杂二氧化硅基荧光材料。利用SEM、XRD及F-4600荧光分光光度计对制备出的荧光材料的表面形貌、内部结构以及发光性能进行测试。以材料的荧光强度作为工艺指标,结合实验数据,对得到的数据进行了分析,得到了以下结论:首先,探究了黄磷炉渣浸出制备二氧化硅部分和氨基硅烷改性二氧化硅部分的最佳工艺条件。黄磷
近年来,伴随着矿山开采深度的逐年增加,充填采矿法,因其具有安全高效、绿色环保等优点获得了国内外大型地下矿山的广泛应用。在对矿体进行两步骤回采时,通常采用钻爆法施工,在爆破落矿过程中,临近矿岩矿柱的充填体常受到爆炸冲击荷载的扰动。在多次爆破开挖扰动下,充填体结构易出现片落,垮塌等现象,导致其强度及稳定性降低,从而影响矿柱安全高效的回采。因此,针对矿岩与充填体耦合条件下相互作用机理及变形演化规律的研究
随着科技的迅速发展,金属基纳米颗粒(Metallic Nanoparticles,MNPs)因其独特的物理化学性质被广泛应用于农业、化工、航天等各个领域。在使用的过程中这些MNPs可以通过大气循环、地表径流等方式进入到环境介质中,从而对生物及人类健康造成潜在威胁。随着粒径的减小,MNPs的比表面积增大、表面电荷密度增加、表面能增大,这些变化在很大程度上影响着MNPs的界面反应及其生物效应,MNPs
镧系掺杂上转换纳米颗粒能够将近红外激发转化为可见和紫外发射,目前,上转换纳米颗粒因其光学稳定性和化学稳定性高、潜在毒性低、光穿透深度大、无背景光干扰以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,在哺乳动物细胞的成像领域得到广泛的研究和应用,但其在植物细胞中的成像鲜少报道。这是由于植物细胞具有特殊的细胞壁结构(3~10 nm),其中厚厚的纤维素和果胶阻碍了大分子物质的进入,因此,应用于植物细胞成像的纳米颗粒应
南秧田矿区位于华南板块西南缘,地处滇东南老君山多金属成矿区东侧,金属矿产资源丰富。为进一步探明矿区矿产资源,扩大矿区矿产资源储量,深边部找矿成为目前亟需解决的问题。本文对南秧田矿区的地层岩性、岩浆岩、构造等控矿要素进行了研究,借助三维地质建模软件,建立了地质体模型和矿体模型,并运用证据权重法对研究区进行了找矿预测,辅以信息量法验证,筛选、圈定并评价了找矿靶区。取得了以下4点成果和认识:1.整合了南
镁合金作为“21世纪绿色工程材料”,具有一系列优良的力学及物理性能,被广泛应用于航空航天、国防军工、3C(通讯、计算机、消费类电子)产品以及交通工具等领域。但由于镁及镁合金弹性模量低,导致镁的使用严重受限。学者们常采用的Si C、碳纤维、碳纳米管等一系列传统增强体,虽然能显著提升镁基复合材料的弹性模量,但却以复合材料塑性的显著下降为代价,这是由于传统增强体与Mg基体之间界面结合差导致的。因此,改善