OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用：99美元

投递稿件

查看量	下载量

相关文章
更多...

化学学报 2015

基于层状过渡金属氧族化合物原位插层结构的研究进展

DOI: 10.6023/A15050331, PP. 936-943

刘琴,刘道彬,何群,项婷,A,K,宋礼

Keywords: 化学合成,层状过渡金属氧族化合物,插层结构,表征

Full-Text Cite this paper Add to My Lib

Abstract:

利用客体插层剂原位插层到二维层状材料,不仅能够在原子尺度上实现对材料电子结构和本征物理性质的调控,提高材料的载流子浓度、迁移率、磁学、光学和热学等物理性质,而且还有望拓展其在光电子器件、能源存储与转化以及光电催化等方面的应用.近年来,探索合适的方法制备具有不同类型和功能的二维插层新结构已逐渐成为材料科学、物理、化学等领域的研究热点.由于独特的电子结构和优异的性能,二维层状过渡金属氧族化合物材料作为插层主体的插层结构受到了研究人员的广泛关注.本文选取过渡金属氧族化合物为对象,综述了不同种类插层剂原位插层合成方法(如碱金属插层、非碱金属原子插层、聚合物插层、有机小分子插层、还原氧化石墨烯插层),提出了通过系列方法影响层间作用力以及利用晶体各向异性等工艺来实现新型插层结构的原位合成策略,并展望了新型插层材料在电、磁、光、热、锂电、催化等众多领域的潜在应用前景.

References

[1]	Liu, Y. Z.; Wang, X. Q.; Chen, Y. Z.; Du, S. Y. Acta Chim. Sinica 2012, 70, 911. (刘羽中, 王小群, 陈贻炽, 杜善义, 化学学报, 2012, 70, 911.)
[2]	Zhang, C.; Wang, X.; Song, X. L.; Song, K. H.; Qian, P.; Yin, H. Z. Acta Chim. Sinica 2013, 71, 1553. (张超, 王幸, 宋西亮, 宋开慧, 钱萍, 尹洪宗, 化学学报, 2013, 71, 1553.)
[3]	Chhowalla, M.; Hyeon, S. S.; Eda, G.; Li, L. J.; Kian, P. L.; Zhang, H. Nature Chem. 2013, 5, 263.
[4]	Joy, H.; Mercouri, G. K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 638.
[5]	Lin, Y. C.; Dumitru, O. D.; Huang, Y. S.; Kazu, S. Nature Nanotechol. 2014, 9, 391.
[6]	Sandoval, S. J.; Yang, D.; Frindt, R. F.; Irwin, J. C. Phys. Rev. B 1991, 44, 3955.
[7]	Mattheiss, L. F. Phys. Rev. B 1973, 8, 3719.
[8]	Mishra, S. K.; Satpathy, S.; Jepsen, O. J. Phys. Condens. Matter 1997, 9, 461.
[9]	Hsu, F. C.; Luo, J. Y.; Yeh, K. W.; Chen, T. K.; Huang, T. W.; Wu, P. M.; Lee, Y. C.; Huang, Y. L.; Chu, Y. Y.; Yan, D. C.; Wu, M. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 14262.
[10]	Yao, T.; Zhang, X.; Sun, Z. H.; Liu, S. J.; Huang, Y. Y.; Xie, Y.; Wu, C. Z.; Yuan, X.; Zhang, W. Q.; Wu, Z. Y.; Pan, G. Q.; Hu, F. C.; Wu, L. H.; Liu, Q. H.; Wei, S.Q. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 226405.
[11]	Liang, L.; Li, K.; Xiao, C.; Fan, S.; Liu, J.; Zhang, W.; Xu, W.; Tong, W.; Liao, J.; Zhou, Y.; Ye, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3102.
[12]	Hu, X.; Zhang, X. D.; Xie, Y. Scientia Sinica Chimica 2015, 45, 234. (胡鑫, 张晓东, 谢毅, 中国科学:化学, 2015, 45, 234.)
[13]	Wang, H. T.; Yuan, H. T.; Hong, S. S.; Li, Y. B.; Cui, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 2664.
[14]	Xiao, C.; Li, Z.; Xie, Y. Chinese J. Inorg. Chem. 2014, 30, 10. (肖翀, 李周, 谢毅, 无机化学学报, 2014, 30, 10)
[15]	Eda, G.; Fujita, T.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Chen, M. W.; Chhowalla, M. ACS Nano 2012, 6, 7311.
[16]	Yang, D.; Frindt, R. F. J. Phys. Chem. Solids 1996, 57, 1113.
[17]	Mattheiss, L. F. Phys. Rev. B 1973, 8, 3719.
[18]	Alla, Z.; Yishay, F.; Vera, L.; Gregory, L.; Ronit, P.; Ellen, W.; Hagai, C.; Shimon, R.; Reshef, T. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4747.
[19]	Kappera, R.; Voiry, D.; Yalcin, S. E.; Jen, W.; Acerce, M.; Torrel, S.; Branch, B.; Lei, S.; Chen, W.; Najmaei, S.; Lou, J.; Ajayan, P. M.; Gupta, G.; Mohite, A. D.; Chhowalla, M. APL Mater. 2014, 2, 092516.
[20]	Kappera, R.; Voiry, D.; Yalcin, S. E.; Branch, B.; Gupta, G.; Mohite, A. D.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2014, 13, 1128.
[21]	Eda, G.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Fujita, T.; Chen, M.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2011, 11, 5111.
[22]	Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222.
[23]	Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves, D. C. B.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12, 850.
[24]	Acerce, M.; Voiry, D.; Chhowalla, M. Nat. Nanotechnol. doi: 10.1038/NNANO.2015.40
[25]	Chou, S. S.; Kaehr, B.; Kim, J.; Foley, B. M.; De, M.; Hopkins, P. E.; Huang, J.; Brinker, C. J.; Dravid, V. P. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4160.
[26]	Yin, W.; Yan, L.; Yu, J.; Tian, G.; Zhou, L.; Zheng, X.; Zhang, X.; Yong, Y.; Li, J.; Gu, Z.; Zhao, Y. ACS Nano 2014, 8, 6922.
[27]	Xu, B.; Lin, B.; Sun, D.; Ding, C. Electrochim. Acta 2007, 52, 3028.
[28]	Xu, B.; Lin, B.; Sun, D.; Ding, C.; Liu, X.; Xiao, Z. Mater. Res. Bull. 2007, 42, 1633.
[29]	Guo, J.; Jin, S.; Wang, G.; Wang, S.; Zhu, K.; Zhou, T.; He, M.; Chen, X. Phys. Rev. B 2010, 82, 180520.
[30]	Krzton-Maziopa, A.; Shermadini, Z.; Pomjakushina, E.; Pomjakushin, V.; Bendele, M.; Amato, A.; Khasanov, R.; Luetkens, H.; Conder, K. J. Phys.: Condens. Matter 2011, 23, 052203.
[31]	Fang, M.-H.; Wang, H.-D.; Dong, C.-H.; Li, Z.-J.; Feng, C.-M.; Chen, J.; Yuan, H. Q. EPL 2011, 94, 27009.
[32]	Burrard-Lucas, M.; Free, D. G.; Sedlmaier, S. J.; Wright, J. D.; Cassidy, S. J.; Hara, Y.; Corkett, A. J.; Lancaster, T.; Baker, P. J.; Blundell, S. J.; Clarke, S. J. Nat. Mater. 2013, 12, 15.
[33]	MacKay, R. A. Introduction to Modern Inorganic Chemistry, 6th ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 2002.
[34]	Rosen, B. M.; Jiang, X.; Wilson, C. J.; Nguyen, N. H.; Monteiro, M. J.; Percec, V. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2009, 47, 5606.
[35]	Coetzee, J. F.; Siao, W. S. Inorg. Chem. 1963, 2, 14.
[36]	Kristie, J. K.; Judy, J. C.; Bryan, W. R.; Colin, D. W.; Kong, D. S.; Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7584.
[37]	Kong, D.; Dang, W.; Cha, J. J.; Li, H.; Meister, S.; Peng, H.; Liu, Z.; Cui, Y. Nano Lett. 2010, 10, 2245.
[38]	Leapman, R. D.; Grunes, L. A.; Fejes, P. L. Phys. Rev. B 1982, 26, 614.
[39]	Hüfner, S. Photoelectron Spectroscopy: Principles and Applications, 3rd ed., Springer, Berlin, 2003.
[40]	Panzner, G.; Egert, B.; Schmidt, H. P. Surf. Sci. 1985, 151, 400.
[41]	Progress in Intercalation Research, Eds.: Müller-Warmuth, W.; Sch？llhorn, R., Kluwer Academic, Dordrecht, The Netherlands, 1994.
[42]	NATO. ASI Series, Subseries B, Intercalation in Layered Materials, Physics, Ed.: Dresselhaus, M. S., 1987, p. 148.
[43]	Intercalated Layered Materials, Ed.: Levy, F., Reidel, Dordrecht, The Netherlands, 1979.
[44]	Jie, Y.; Kristie, J. K.; Luo, W. D.; Judy, J. C.; Hu, L. B.; Kong, D. S.; Narasimhan, V. K.; Huo, K. F.; Cui, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 5670.
[45]	Kristie, J. K.; Colin, D. W.; Bryan, W. R.; Judy, J. C.; Kong, D. S. Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13773.
[46]	Janina, P. M.; Kristie, J. K.; Cui, Y. Chem. Mater. 2014, 26, 2313.
[47]	Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666.
[48]	Meyer, J. C.; Geim, A. K.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Roth, S. Nature 2007, 446, 60.
[49]	Stoller, M. D.; Park, S.; Zhu, Y. W.; An, J.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2008, 8, 3498.
[50]	Nair, R. R.; Blake, P.; Grigorenko, A. N.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Stauber, T.; Peres, N. M. R.; Geim, A. K. Science 2008, 320, 1308.
[51]	Lee, C.; Wei, X. D.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2008, 321, 385.
[52]	Balandin, A. A.; Ghosh, S.; Bao, W. Z.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Miao, F.; Lau, C. N. Nano Lett. 2008, 8, 902.
[53]	Li, X. S.; Cai, W. W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D. X.; Finer, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2009, 324, 1312.
[54]	Kim, K. S.; Zhao, Y.; Jang, H.; Lee, S. Y.; Kim, J. M.; Kim, K. S.; Ahn, J. H.; Kim, P.; Choi, J. Y.; Hong, B. H. Nature 2009, 457, 706.
[55]	Hummers, W. S.; OfFeman, R. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
[56]	Zhu, H. O.; Qin, X M.; Sun, X.; Yan, W. S.; Yang, J. L.; Xie, Y. Sci. Rep. 2013, 3, 1246
[57]	Zhu, H. O.; Xiao, C.; Cheng, H.; Fabian, G.; Zhang, X. D.; Yao, T.; Li, Z.; Wang, C. M.; Wei, S. Q.; Lei, Y.; Xie, Y. Nature Commun. 2014, 5, 3960
[58]	Sanchez, C.; Julian, B.; Belleville, P.; Popall, M. J. Mater. Chem. 2005, 15, 3559.
[59]	Welbes, L. L.; Borovik, A. S. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 765.
[60]	Allouche, J.; Boissiere, M.; Helary, C.; Livage, J.; Coradin, T. J. Mater. Chem. 2006, 16, 3120.
[61]	Andrade, G.; Barbosa-Stancioli, E. F.; Mansur, A. A. P.; Vasconcelos, W. L.; Mansur, H. S. Biomed. Mater. 2006, 1, 221.
[62]	Adina Arvinte, A. S.; Vesa, V.; Camelia, B. Electroanalysis 2008, 20, 2355.
[63]	Bruce, P. G.; Scrosati, B.; Tarascon, J. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2930.
[64]	Hatchett, D. W.; Josowicz, M. Chem. Rev. 2008, 108, 746.
[65]	Yao, H.; Gao, M.; Yu, S. Nanoscale 2010, 2, 323.
[66]	Huang, X.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3157.
[67]	Zhang, X.; Hejazi, M.; Thiagarajan, S. J.; Woerner, W. R.; Banerjee, D.; Emge, T. J.; Xu, W.; Teat, S. J.; Gong, Q.; Safari, A.; Yang, R.; Parise, J. B.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17401.
[68]	Yao, H. B.; Yao, W. T.; Gao, M. R.; Yu, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7486.

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133