二維層狀納米材料由于其獨特的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及廣泛的應(yīng)用引起了科學界的廣泛關(guān)注。石墨烯以及類石墨烯二硫化鉬是極具代表性的兩類二維納米材料。石墨烯,作為二維材料的鼻祖,是由Geim等人于2004年通過機械剝離的方式首次在實驗上得到的單層碳原子層。石墨烯一經(jīng)問世便引起了科研工作者的研究興趣。隨著石墨烯眾多優(yōu)良的特性被一一挖掘,有關(guān)石墨烯的應(yīng)用研究更是引發(fā)了全世界范圍內(nèi)的研究熱潮。特別地,二維石墨烯薄膜三維宏觀化研究被認為是石墨烯極具潛力的發(fā)展方向。以石墨烯為基礎(chǔ)的3D結(jié)構(gòu),與2D石墨烯相比,展現(xiàn)了更突出的特性,例如較低的體密度、高的孔隙率、大的比表面積、超疏水性、優(yōu)異的機械強度以及良好的電化學性能等,使其在柔性電子學、超級電容器、氣敏傳感器、以及可拉伸傳感器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而且,3D石墨烯具有本質(zhì)的良好的生物兼容性和對生物分子優(yōu)良的親和性,在表面拉曼增強等傳感領(lǐng)域具有光明的應(yīng)用前景。二硫化鉬,具有許多和石墨烯相似特性,例如原子層薄的厚度、大的比表面積等特性。除此之外,可調(diào)節(jié)的帶隙,獨特的光電性質(zhì)以及缺失的懸空鍵,使其在表面拉曼增強領(lǐng)域以及光電領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。本論文圍繞制備以3D石墨... 

【文章來源】：山東師范大學山東省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

二維層狀納米材料

圖 1.1 二維層狀納米材料層狀納米材料石墨烯和二硫化鉬的結(jié)構(gòu)與并簡單回顧了石墨烯宏觀化進程以及二硫介紹了本論文的選題依據(jù)和內(nèi)容概要。石墨烯簡介構(gòu)及性質(zhì)

Geim 等人也因為在 2D 晶體領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻而獲得當年的諾貝爾作為一種 2D 層狀納米材料，是由碳原子以 SP2雜化的方式形成的蜂窩層結(jié)構(gòu)。如圖 1.2 所示，石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元是穩(wěn)定的苯六元環(huán)，單的理論厚度僅為 0.35 nm [1]。其特殊的單原子厚度和穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)使現(xiàn)出了許多獨特的性質(zhì)，例如室溫下高的載流子遷移率（1.5×104CM2是這些優(yōu)異的特性使石墨烯非常適合作為獨特的構(gòu)建單元來組裝 3D 宏墨烯。自 2009 年，Vickery 等人運用 冷凍干燥法首次獲得 3D 石墨烯氣各式各樣的 3D 石墨烯宏觀結(jié)構(gòu)相繼被報道出來以發(fā)展 3D 石墨烯的優(yōu)例如低密度、多孔性、大的比表面積、超疏水性、優(yōu)異的電化學特性墨烯薄膜三維宏觀化研究極大地提高了其在柔性電子器件、傳感器以及器等領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)。 石墨烯的應(yīng)用前景及研究進展


本文編號：3144518