特约评论
  • 所有评论
  • 利用新一代扫描隧道显微并结合原子力显微技术,从事单分子,单元子,低维材料的物理化学性质研究

    评论人:新加坡国立大学陈橙

    产品使用感受: 

    我们课题组从开始以来都致力于二维材料尤其是黑磷的研究,所以对黑磷的需求量巨大也对各个品牌的二维材料有所了解。从2016年开始对黑磷的电化学剥离进行深入研究,该课题也发表于chemistry materials。为了确保实验的可重复性,我们的电化学剥离实验分别用了来自HQ, smart element 和XF nano的bulk black phosphorus. 从实验结果和黑磷的质量来对比,XF nano的块状黑磷与HQ 和smart element 的质量几乎没有区别,结晶度很高,而且剥离出来的少层二维黑磷片的质量也很高。但是XF nano具有相对来说价格便宜,发货快,服务好的优点。我们在新加坡买HQ, smart element的黑磷至少两个月才能到货,手续复杂。但是XF nano给我提供了便捷的购买方式,让我的实验也加快了进度,而且还便宜。所以在后来,我们实验室几乎都是买的XF nano的二维材料,包括graphene, CNT, BN等。我后来的课题也是用黑磷,合成单原子催化剂,所以一如既往的都是用XF nano的材料,当然使用感受也是一如既往的靠谱,质量一如既往的好,而且相对便宜,这个课题也是成功的在AM上发表。所以我也感谢XF,合作互赢。

    文章内容概述:

    作为均相和非均相催化的桥梁,单原子催化剂因其独特的催化性能和最大的原子利用率成为异相催化的研究热点。目前绝大多数的单原子催化剂都是基于载体上电负性较大的杂原子(氮,氧等)来锚定金属原子,因此该类单原子催化剂往往呈现出高价态。该工作利用材料本征缺陷为锚定位点,以黑磷为基底通过ALD方法合成了钯单原子催化剂(Pd1/BP),得益于黑磷载体对钯的独特 “配位”效应和磷元素较低的电负性,该Pd1/BP中钯呈现出零价金属特性,并基于此特性研究了Pd1/BP在炔烃选择性加氢中的应用。该文章展现了首次实现以黑磷二维片为基底,用ALD的方法合成零价金属单原子Pd1/BP催化剂,并在选择性的加氢反应中有99%的活性和选择性。

    创新点:

    黑磷通常与其他材料复合,运用于电化学催化。该文章实现了黑磷载体的单原子催化剂的成功合成,并将其运用于的有机催化反应中。而且通过调控黑磷载体的环境和性质来达到调控单原子催化剂价态和性能的目的。这为基底金属相互作用的研究提供了很好的文献参考,也为通过设计单原子结构性能并有针对性的合成提供指导方向。另一方面,在均相催化中,膦配体在稳定和活化中心金属原子,微调反应转化选择性方面起着关键作用,该工作利用黑磷“配位”效应制备的Pd1/BP单原子用于炔烃选择性加氢体现了该类单原子催化剂在替代传统基于膦配体均相催化上的潜在应用价值。

    课题组方向:

    课题组主要利用新一代扫描隧道显微并结合原子力显微技术,从事单分子,单元子,低维材料的物理化学性质研究。在此基础上,同时发展了扫描探针显微技术直接用于研究单分子,二维材料相关器件,并实现了精确调控单分子的电荷和自旋及其二维材料能带和激子效应。课题组也致力于研究发展基于二维材料载体,原子级精确的单元子和单团簇新型催化剂。在Nat. Mater. , Nat. Nanotech.,Nat. Electron., Nat. Commun. Sci., Adv. 等学术刊物上发表多篇研究论文。

    原位表面科学方法学研究石墨储能电极的表面效应

    评论人:中国科学院大连化学物理研究所 王超

    文章内容概述:
    本工作中,将多种表界面表征方法包括XPS、Raman、AFM、SKPM等成功地应用于电池过程的在线研究中。通过构建模型铝离子电池(AIB)以及多种原位样品池和样品台的设计,实现对石墨电极表面区域离子插层过程的在线研究,并与电极体相表征结果进行对比,发现电极表面和体相区域储能机制存在明显的差异,据此提出储能电极的表面效应。
    为了适应表面表征研究,该研究团队首先构建了Al/HOPG平面结构模型器件,包括铝箔片、高定向热解石墨薄层、以及两个电极之间的离子液体电解质液滴。该模型器件不仅具有和实际电池一致的电化学行为,并且离子在石墨电极中横向扩散距离达到毫米量级,因而可以避开电解液对工作电极表面的表征干扰,实现对规整开放的HOPG电极表面进行谱学和显微学的原位在线表界面研究。


    创新点:
    本工作通过巧妙构建模型电池以及各种原位表征的样品台样品池,实现了利用各种表面表征方法对于电池体系的原位在线表征。首次对铝离子电池表面电化学过程进行了定量描述,揭示了储能电极的表面效应、尺寸效应。通过构建适合表面表征的平面模型电池,成功实现了原位Raman,XPS,AFM表征,发现了表面区域除了有公认的AlCl4-阴离子插层以外,还有阳离子咪唑的共插层,并且其计量比为5:4. 在线XPS研究表明电极表面区域的插层离子浓度(Al/C ≈ 1:1.7)在充满电状态时(2.45 V)超过体相饱和值(Al/C ≈ 1:24)一个数量级,因此电极表面区域为超富集、多层阴阳离子共存的插层机制,存在明显的表面效应。基于这个鲜明的表面效应,通过利用高质量石墨烯纳米片(购买自先丰纳米)做电极,达到120 mAh/g的高容量是体相鳞片石墨的2倍!与我们原位表征的结果相互印证。

    产品使用感受:
    为了达到我们的实验目的,我们购买了多层镍基CVD石墨烯(先丰产品编号XF081)以及高质量石墨烯水性浆料(先丰产品编号XF097)。产品相对于其他厂家来说质量非常高,样品均一性,重复性都非常好,和网站描述都非常匹配。我们用多层镍基CVD石墨烯验证尺寸效应,非常符合我们原位表征的预测的结果,并且我们还用薄层石墨烯(3-10 nm)组装成实际的纽扣电池,性能也非常好,高于常规的鳞片石墨。

    课题组方向:
    学校:中国科学院大连化学物理研究所 导师:傅强 研究员
    表界面催化,二维材料,电化学储能器件在线表征

    使用先丰产品发表文章

    Operando surface science methodology reveals surface effect in charge storage electrodes National Science Review, nwaa289, Published: 08 December 2020


     

    构筑Janus空心石墨烯的Ni-N4和Fe-N4双原子中心用于选择性氧电催化

    评论人:南京师范大学 陈江越

    文章内容概述:

    在这个工作中,我们以K2[Ni(CN)4]、带正电的SiO2纳米球模板和氧化石墨烯(GO)以及肽菁亚铁(FePc)通过一步一步自组装的方法合成中间体SiO2@[Ni(CN)4]2-@GO@FePc,直接高温裂解中间体并碱洗除去模板后最终得到单原子Ni和单原子Fe分别负载于石墨烯空心球内层和外层的Janus材料Ni-N4/GHSs/Fe-N4。经过研究,石墨烯空心球的直径为150-200 nm,Ni和Fe都以单原子的形式分别负载于石墨烯空心球的内外表面,同步辐射吸收光谱(XAS)表明单原子Ni和Fe都分别与四个N配位。电化学研究表明,外层的Fe-N4组分对ORR具有较高的催化活性,半波电位(E1/2)为0.83 V,内层的Ni-N4组分对OER具有较高的催化活性,过电位(Ej10)为0.39 V,实验结果与理论计算相符。在实用性方面,Ni-N4/GHSs/Fe-N4基锌空电池充放电循环600圈(大约200 h)后,未出现明显衰减,充放电效率保持在52.2%,且比容量和能量密度分别为777.6 mAhgZn-1和970.4 Wh kgZn-1,为理论容量(820 mAhgZn-1)和能量密度(1084 Wh kgZn-1)的94.8%和89.5%,明显优于Pt/C+RuO2基锌空电池(659.6 mAhgZn-1和844.3 Wh kgZn-1)。说明所合成的Janus材料Ni-N4/GHSs/Fe-N4是一种同时有利于ORR和OER的双功能催化剂,实用性上,Ni-N4/GHSs/Fe-N4基锌空电池具有较大的比容量、能量密度,较高的充放电效率以及较好的循环稳定性。

    创新点:

    通过一步一步自组装的方法,首次将两种不同的电催化活性组分在同一个催化剂中分开,从而形成Janus结构;通过空间限域效应,将具有高OER活性的Ni和具有高ORR活性的Fe以单原子的形式分别锚定在石墨烯层两个不同的表面,并各自表现出优异的ORR和OER活性。在锌空电池测试中所合成的Janus材料表现出优异的循环稳定性,600次循环后充放电效率仍然稳定;较高的比容量和能量密度,分别为理论值的94.8%和89.5%。

    产品使用感受:

    我们购买的是1000mg/瓶规格的单层氧化石墨烯XF002-2)用来合成样品。这个产品给我的感受就是氧化石墨烯非常的轻,而且很亲水,容易分散,基本每次都能成功合成样品,形貌也很稳定。之前也用过其他品牌的氧化石墨烯,整体偏灰黑色,便宜许多,但亲水性不好,不易分散,导致很多情况下合成样品的形貌都是塌的,现在实验室都是用的先丰纳米的石墨烯了。


    课题组方向:
    导师:唐亚文 教授
    电催化方向:ORR,OER,HER,MOR,锌空电池,全解水
    使用先丰产品发表的文章
    Dual Single-Atomic Ni-N4 and Fe-N4 Sites Constructing Janus Hollow Graphene for Selective Oxygen Electrocatalysis,Adv. Mater. 2020, 32, 2003134

     

    单壁碳管复合材料用于制备高性能的p型和n型热电材料

    评论人:深圳大学 王彦兆

    文章内容概述:

    有机半导体通常与碳基复合材料包括单壁碳纳米管(SWCNTs)、石墨烯和富勒烯复合从而提高热电材料的力学性能和导电性。SWCNTs在空气中用氧掺杂形成p掺杂或还原剂形成n掺杂。在本论文的工作中,p型和n型SWCNTs的制备方法是简单地使用不同的溶剂,之后与NDI衍生物复合分别形成p型和n型热电复合薄膜。相比之下,与非自由基的NDI-0相比,含有自由基的NDI衍生物极大地改变了分子前沿轨道能量,导致NDI分子与SWCNTs之间的电荷转移增强。因此含自由基的NDI衍生物表现出更高的导电性和功率的因素。复合材料表现出优良的热电性能,且对于p型复合薄膜最大的功率因数为277.1 ± 5.4 μW m-1 K-2以及n型复合薄膜功率因数79.6 ± 1.7 μW m-1 K-2。相应的基于NDIs/SWCNT复合薄膜组成的热电模块,在65 K温度梯度下产生了最大30.4 mV的输出电压和2.81 μW的输出功率。
    创新点

    首次将稳定的TEMPO自由基与萘二酰亚胺的共轭主链结合,合成了一种新型的提高电导率的有机半导体,其与SWCNT的复合物可用于制备高性能的p型和n型热电材料。自由基TEMPO的引入改变了NDI衍生物的电子结构,导致含有自由基的NDI衍生物与SWCNT之间的掺杂水平和电荷输运增强,从而提高了复合薄膜的导电性。
    产品使用感受:

    本论文选用的是先丰纳米材料的超高纯大比表面积单壁碳纳米管,纯度大于95%,直径1-2纳米,长度5-30 微米(产品编号XFS22)。该材料表现出良好的功率因数稳定性,不同批次之间功率因数差别不是很大,虽然塞贝克系数之间会有些许差别,但完全不影响整体的性能及使用。有关产品一些质量的问题以及其他相关问题,通过电话或者微信公众号咨询客服人员都能得到及时的回复和处理。

    课题组方向:
    深圳大学,导师:刘丹青,王雷
    课题组的研究方向主要有1新型有机热电材料的设计制备以及器件性能研究;2有机场效应晶体管的研究

    使用先丰产品发表的文章
    Organic radical compound and carbon nanotube composites with enhanced electrical conductivity
    towards high-performance p-type and n-type thermoelectric materials,J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 24675–24684

     

    垂直取向Ti3C2Tx-MXene高性能电动能转换膜

    评论人:厦门大学 刘畅

    文章内容概述:
    报道了具有超快渗透性和高离子选择性的垂直取向MXene膜(VMM),其渗透率比大量研究的水平堆叠MXene膜(HMM)高数千倍。VMM可以实现8.17 A m-2的高电流,由液压驱动,大大优于所有现有材料。理论分析和数值计算表明,VMM中超快速传输的潜在机理源于明显的短迁移路径、离子迁移过程中的低能量损失以及膜表面上较大的有效入口面积。膜中2D薄片的取向是现有文献中一个长期被忽视的因素,被认为是2D多孔膜性能的重要决定因素。这些理解可以极大地促进电动能量转换设备的开发,并为高性能2D材料带来先进的设计策略。
    创新点:
    垂直取向MXene膜(VMM)在电动能量转换中具有高性能。与水平堆叠MXene膜(HMM)相比,垂直定向的单向薄层可实现超快的离子渗透。VMM实现25 mW m-2的高功率密度,在电动能量转换方面,其性能大大优于已报道的材料。数值计算和理论分析阐明了VMM中超快速离子传输的起源,包括传输路径短,离子迁移过程中能量损失低以及膜表面的可达面积大。
    产品使用感受:
    本文所使用产品为先丰纳米提供的碳化钛MXene薄层分散液(浓度2.5mg/ml,片径2-5μm,规格20ml),货号102515(XFK05 碳化钛(Ti3C2Tx) MXene薄层分散液)。所提供的MXene分散液质量很高,制成的膜性能完全符合我们实验的要求,在SEM等表征手段下,显示出极高的水准,所得到的表征结果和实验数据令人满意。并且试剂的订购、发货和配送过程都很严谨、细致。商家的售后服务也做得很棒,客服人员有问必答,解答十分专业。

    课题组方向:
    厦门大学能源学院曹留烜(副教授)课题组,主要利用辐照技术进行材料改性、降解气体污染物、制备纳米多孔膜材料,并基于纳米多孔膜材料进行海水淡化,污水处理等领域的研究。
    使用先丰产品发表的文章
    Vertically-Oriented Ti3C2Tx MXene Membranes for High Performance of Electrokinetic Energy Conversion,ACS Nano 2020, 14, 16654-16662

     

    电聚合微孔膜助力高能量锂硫电池

    评论人:沙特阿拉伯国王科技大学 郭东

    内容概述:

    将活性硫负载在高导电性的碳纳米管(CNT)网络中,形成自支撑的CNT-S正极材料。同时,以此CNT-S作为电极模板,采用电聚合的方法,在CNT-S柔性电极上沉积了一层超薄而具有丰富纳米孔道的共轭微孔膜(CMP)涂层。该CMP-CNT-S电极在贫电解液的情况下实现了高容量,长循环的锂硫电池性能。


    创新点:

    不同于以往报道的在单个硫颗粒上的涂覆,该技术实现了在整个硫正极的表面形成一个纳米皮肤层,从而对正极形成一个相对封闭的体系。因此,无论硫的反应无论如何进行,由于这一0.8nm孔道的纳米皮肤的存在,多硫化物只能完全限制在CNT正极内部,而锂离子可以通过。另一方面,尽最大可能减少CNT内部电导率的下降。并且发现,在常规开放多孔硫正极中,电解液的渗出和挥发限制了电解液的有效利用率,而这一微孔膜的存在也提高了电解液的利用率,从而在贫电解液条件下实现较好的循环性能。

    产品使用感受:

    值得注意的是,我们采用的单壁碳纳米管来自先丰纳米 (XFNANO),型号为XFS01。这种CNT具有很高的导电性和稳定性,使我们制备的自支撑CNT-S膜具有很高的柔性和电子导电率。这种CNT从根本上保证了微孔聚合物膜能均匀的沉积在CNT-S电极上,为我们的研究工作发挥了重要作用。并且通过电子显微镜观察发现,该CNT的直径和长度非常均匀,和产品描述的基本一致。我们拿到的不同批次的CNT样品重复性也很高。

    课题组方向

    学校:沙特阿拉伯国王科技大学  导师:赖志平

    目前主要的研究方向为多孔材料和多孔膜的制备,包括COF, MOF, 二维材料,在膜分离,海水淡化,环境和能源领域的应用。
    使用先丰产品发表的文章
    Electropolymerized Conjugated Microporous Nanoskin Regulating Polysulfide and Electrolyte for High-Energy Li–S Batteries,ACS nano,2020

     

    一种含铂的三嗪基共价框架光催化剂CTF-BP-Pt

    评论人:南昌航空大学 郑灵玲

    文章内容概述:

    首次提出了一种利用超薄黑磷纳米片(BP)作为桥联剂的新策略,可控地构建了一种含铂的三嗪基共价框架光催化剂CTF-BP-Pt。制备的CTF-BP-Pt具有高效的光催化制氢性能。2、通过XPS分析,可以发现CTF-BP-Pt表面形成了一种独特的Pt(δ+)-P(δ-)-N(δ+)键合态,且没有黑磷纳米片存在的CTF/Pt表面不具备这种键合态;3、在可见光(λ> 420 nm)照射下,对制备的样品进行了光催化制氢性能的研究,可以发现具有表面Pt(δ+)-P(δ-)-N(δ+)键合态的CTF-BP-Pt具有614.6 μmol.g-1.h-1的产氢量,远高于其他没有该种键合态的材料,且具有很高的稳定性,其TOF远高于之前报道的其他含Pt的碳质材料和无机半导体材料。


    创新点 :

    1、首次提出超薄黑磷纳米片(BP)作为桥联剂,牢牢地连接了CTF-1与Pt纳米粒子;
    2、合成的CTF-BP-Pt表面构建了独特的Pt(δ+)-P(δ-)-N(δ+)键合态,使其具有高效的光催化制氢能力;
    3、CTF-BP-Pt不仅提高了光催化剂的电荷分离效率,同时提升了铂纳米粒子的稳定性与最大利用率,可实现低浓度Pt含量下高效制氢。

    产品使用感受
    本文所使用的黑磷晶体产品编号XF161)由先丰提供,当时货比多家后最终选择了先丰纳米,结果还是很满意的。首先产品包装很精美,配套的说明也十分完整,售后服务也很贴心。且产品的纯度很高,密封性很好,满足了实验的需要。后续购买相关产品依然会选择先丰纳米!

    课题组方向

    学校:南昌航空大学  导师:邹建平

    课题组方向:光/电催化污染物治理、光/电催化能源转化、催化机理研究、生物法治理水中污染物以及工程技术开发和应用
    使用先丰产品发表的文章:Unveiling localized Pt-P-N bonding states constructed on covalent triazine-based frameworks for boosting photocatalytic hydrogen evolution,J. Mater. Chem. A, 2020

     

    新型可降解导电弹性体实现可穿戴电子器件的直接3D打印重塑利用

    评论人:东华大学 郭一凡

    内容概述:

    基于DA(狄尔斯-阿尔德)反应的新型可重塑、可降解的动态交联弹性体,通过复合纳米导电填料,构筑了具有良好韧性和拉伸性的导电弹性体,其可3D打印便捷定制可穿戴电子器件,其中电子设备的回收加工过程无需其他化学处理和试剂,可以通过直接3D打印进行加工制备。这项工作为定制可穿戴电子设备提供了一种新的有力方法,实现了用于可穿戴电子设备的材料的性能同步优化,包括出色的弹性、导电性、稳定性、加工性、回收性和降解性。新的材料和设计原理为一系列下一代可穿戴电子设备的研究提供了灵感,特别是可以通过3D打印实现直接高效回收和同步加工再利用,为解决日益严重的电子垃圾问题提供了新材料新思路。

    创新点:

    (1)通过不同维度的导电填料进行复合,构筑了“桥-岛-海”导电网络,显著提高了重塑材料的导电性与稳定性。(2)通过在聚合物交联网络中引入DA反应,实现了材料在加工过程中的状态显著改变,可以直接通过3D打印进行加工回收,无需额外化学处理。(3)将电子器件的可降解性与稳定性有机结合,在保证器件长期稳定性的同时,赋予其一定的降解性,从而减少电子垃圾污染问题。


    产品使用感受

    先丰纳米公司的产品类型丰富,性质稳定,对于保证实验重复率有很大帮助,并且价格相对于其它公司有明显的价格优势。在本论文中,我选用了该公司两种产品:导电炭黑(编号XFI15,货号101095)多壁碳纳米管(编号XFM31,货号100288)。通过不同维度的导电填料进行复合,构筑了“桥-岛-海”导电网络,显著提高了材料的导电性。这些纳米填料在聚合物基底中的均匀分散是保证良好导电性的前提。


    课题组方向:
    学校:东华大学,导师:游正伟教授
    团队近年主要在功能弹性体的设计合成和多领域应用开展一系列研究,包括设计制备新型弹性体,利用3D打印技术对其进行加工成型,拓展其在生物医学和柔性电子领域的应用。
    使用先丰产品发表的文章
    Guo, Y., et al., Degradable and Fully Recyclable Dynamic Thermoset Elastomer for 3D‐Printed Wearable Electronics. Adv. Funct. Mater. 2020, 2009799.

    构建多维CsPbBr3@ZnO结构p-n结用于光电探测器

    评论人:中国科学院国家纳米科学中心 刘佳

    文章内容概述:

    本文通过在ZnO纳米线上液相生长CsPbBr3晶体微米片来一维1D-3D ZnO / CsPbBr3 p-n结,这种微米片具有p-n二极管的优异性能,并可用作高性能的整流器和光电探测器。作为整流器,它表现出双极转移的特性,其整流比高达106。作为光电探测器,它覆盖从紫外线到可见光的光。在254 nm的光照下可获得高的光电开关比(107),响应度(3.5×103A / W),检测率(6.59×1014 Jones)和外部量子效率(1.7×106%)。同时,在473 nm激光照射下,开关比和响应度分别为103和41.5 A / W。事实证明,ZnO / CsPbBr3异质结中光生载流子的衰变长度比原始CsPbBr3晶体中的衰变长度更长,异质结中载流子的衰变长度可以通过使用可调外部电场调节CsPbBr3和ZnO之间的势垒来进一步控制。

    创新点:

    首次提出通过在氧化锌纳米线上直接液相生长微米级钙钛矿单晶来构建ZnO@CsPbBr3 p-n结的策略。在预加载的ZnO纳米线的表面上诱导了CsPbBr3的定点生长,该纳米线充当优先成核中心以形成1D-3D pn异质结。

    产品使用感受:

    本次我选用的先丰纳米的材料是ZnO纳米线(产品编号XFJ53),直径为50到120nm,长度大约在几微米到十几微米,材料表现出良好的n型半导体性能,场效应晶体管的开关比约为105,可作为一种优异的n型材料与其他材料形成pn结。并且在性能表征期间我不确定晶体结构,通过咨询客服人员得到了及时满意的答复。

    课题组方向:
    学校:中国科学院国家纳米科学中心 导师:孙连峰
    课题组的研究方向主要是低维半导体材料异质结的设计制备以及电学/光电性能的研究

    使用先丰产品发表的文章
    Mixed-dimensional CsPbBr3@ZnO heterostructures for high-performance p-n diodes and photodetectors,Nano Today 36 (2020) 101055

    有序结构的微-介孔碳骨架纳米杂化电极材料

    评论人:南京工业大学 程恒洋

    文章内容概述

    以MOFs、碳纳米管和石墨烯为原料构筑均一有序结构的微-介孔碳骨架纳米杂化电极材料,借助微流体气喷纺丝技术大规模制备柔性织物电极。以此构筑的纤维基超级电容器表现出优异的电化学性能,如高能量密度(147.5 mWh cm-3)、大比电容(472 F cm-3)、稳定形变供能和自供能的特性。

    创新点:

    首次使用液滴微流控反应的方法,通过组成基元在微液滴限域空间内快速反应,实现MOFs(ZIF-8)、石墨烯和碳纳米管快速有效组装反应,从而连续制备均一有序结构的微-介孔碳骨架纳米杂化电极材料。

    产品使用感受:
    先丰纳米生产的碳纳米管(产品编号XFM33)质量可靠,以其作为电极材料具有优异的电化学性能。物流迅速,能够满足紧急使用的需要,客服服务态度好,回复及时,能及时解决客户需求。


    课题组方向
    学校:南京工业大学  导师:陈苏
    作者所在课题组主要从事多功能光子晶体材料、量子点材料、柔性超级电容器材料、水凝胶材料和智能纤维材料的构筑和应用研究。
    使用先丰产品碳纳米管产品发表的文章
    Hierarchical Micro-Mesoporous Carbon-Framework-Based Hybrid Nanofibres for High-Density Capacitive Energy Storage,Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2–11