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二维聚苯胺(C3N)由固态碳化有机单晶生成
发布时间:2020-08-27     作者:harry   分享到:

探讨情况:

在过的二三十年中呢,,PANI基于轻松的自动炼制、成本控住投入、高导电性、氛围平稳性和夹杂着化学物质而称得上宽泛分析的导电汇聚物中之一,现在线性网络PANI的宽泛使用及其二维石墨稀的被发掘,分析者开启对2DPANI的二维蜂窝状节构导致了**的浓厚兴趣,固然超氧原子核納米2DPANI节构,如納米棒、納米球、納米管、納米片竟然螺旋叶片状等节构为政者简讯,有时候基于苯胺汇聚的机诫麻烦性,PANI节构的氧原子尺度大控住尚末控制,及其马上可以可以通过固定有机物一人可以可以通过热解自动炼制2DPANI也尚末控制。

工作成果了解:

浦项科学课科技大家和蔚山科学技术院的Hyun-Jung Choi、Jeong-Min Seo、Joon Hak Oh等教授通过固态有机单晶(六氨基苯三盐酸盐(HAB))在500℃高温下直接热解成功合成真正2DPANI骨架。在高温下与气态HCl掺杂合成的二维PANI薄片其电导率跃升至1.41×10 3 S/cm,它是**报道的掺杂PANI的高电导率。该方法为构思和人工另外更具大多数暗藏选用的最新科技二维层状物料出具了新的要点。成果以“Two-dimensional polyaniline (C 3 N) from carbonized organicsingle crystals in solid state”为题发表在《美国科学院院报》(PNAS)上。

探究不足之处:

1首次通过固态有机单晶-HAB直接合成层状的2DPANI材料,在高温下与气态HCl掺杂合成二维PANI薄片其电导率跃升至1.41×10 3 S/cm,是**报道的掺杂PANI的高电导率 。

2本身nvme固态巧妙单晶硅直接的组成的最简单的方法可能当做设计方案和组成另外的都具有更多隐藏的操作的新兴二维层状装修材料。

商品图片详解:


图1(A)六氨基苯三硫酸盐(HAB)在炎热500℃能力下炼制2DPANI的示想法图。1-HAB的X多晶硅X射线机构类型2-带异边部基和谐构类型的2DPANI 3- HAB晶胞象限向二维PANI机构类型的自行转移(B)色拉油从纸HAB晶胞的数据图片(C)渗碳处理前针状HAB晶胞的电子光学玻璃体视显微镜观察图象文件(D)渗碳处理前HAB多晶硅的SEM图象文件(E)500℃渗碳处理后HAB的数据图象文件(F)500℃渗碳处理后PANI晶胞的电子光学玻璃体视显微镜观察图象文件(G)渗碳处理后的二维PANI多晶硅的SEM图象文件



图2(A)热解前HAB单晶体体的SEM画像(B)HAB单晶体体在SEM能级中的EDS因素区域图谱(C)C因素映(D)N因素映(E)O因素映(F)Cl因素映


       图3(A)2DPANI在SEM能级中EDS的属性分布范围图谱(视频背景是2DPANI的SEM图案)(B)C属性镜像(C)N属性镜像(E)O属性镜像


图4二维PANI形式的研究方法(A)HAB单晶硅在氩气中以10°C/min的加热带宽有的TGA热图(B)二维PANI在氩气中以10°C/min的升温速率获得的TGA热图(C)13C-NMR谱图显示二维PANI骨架只有两个碳峰(D)二维PANI框架的XPS测量图谱。


图5二维PANI框架中高分辨率XPS测量光谱。(A) C 1s的高分辨率XPS光谱,模拟峰分别对应C-N sp2和C-C sp2键 (B) N 1s的高分辨率XPS光谱,模拟峰分别对应sp2C-N和sp2C-NH 键 (C) O 1s。由于二维PANL的吸湿性,少量的氧来自于物理吸收的水分和氧源



图6二维PANI结构的STM和理论研究(A)二维PANI框架(2.5×2.5nm 2, Vs =1.1V,I t = 1.0 nA)的STM图像。镶嵌结构代表碳原子(灰色球)和氮原子(蓝色球)的C3N重复单元(B)A图中所示青色点线的地形高度剖面图,点对点距离为442±16pm(C)扫描隧道光谱STS得到二维PANI的电子结构(D)C3N重复单元叠加结构的模拟STM图像(E)电子能带结构(F)碳原子(暗红色)和氮原子(深蓝色)的PDOS。



图7二维PANI的电气公司特点及HCl实验室气体添加的研究分析(A)基于二维PANI薄片的FEF(场效应晶体管)**光学图像(B)A中青色虚线横截面的AFM厚度剖面(C)晶体管-基于未掺杂的2DPANI的转移曲线(D)二维PANI掺杂装置示意图(E)掺杂HCl气体后,电导率在不同的温度下随电压的变化而变化曲线(F)平均电导率随掺杂温度的变化而变化曲线。

个人心得体会:

总之,我们成功演示了一种新的合成二维PANI的方法,它是由固体有机单晶HAB直接热解而得,该二维PANI由共用6个氮原子的3个苯环组成,其结构单元为C3N的经验公式。据我们所知,原子水平的真正的二维PANI结构是成功实现的,STM成像也证实了这一点,STS揭示了具有HOMO – LUMO带隙的二维PANI其固有电子性质为2.7eV。高温下与气态HCl掺杂得到的二维PANI薄片的电导率为1.41×10 S/cm,比**报告的掺杂线性PANI类似物的**电导率高出两个数量级。二维PANI的结构相当惊人,因为它包含了具有多重功能的均匀分布的氮原子,因此,我们期望2DPANI具有强大的潜力,从湿化学到器件应用,超越石墨烯及其线性模拟,同时为开发和获得各种拥有更多隐性技术应用的环保型二维层状素材展示新的经由。

期刊论文下载链接:

Javeed Mahmood ,Eun Kwang Lee , Minbok Jung , Dongbin Shin, Hyun-Jung Choi , Jeong-Min Seo,Sun-Min Jung , Dongwook Kim, Feng Li , Myoung Soo Lah , Noejung Park,Hyung-Joon Shin , Joon Hak Oh ,and Jong-Beom Bae . 

Two-dimensional polyaniline(C 3 N) from carbonized organic single crystals in solid state 《美国科学院院报》(PNAS). 2016-07-05 . DOI: 10.1073/pnas.1605318113

阅读答案友链://www.pnas.org/content/113/27/7414


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