用于石墨烯基微型超级电容器超快速制造的激光光子还原冲压技术
评论人:北京理工大学 原永久
调节硼氮衍生物结构制备高性能碳纳米管基n型热电材料
评论人:深圳大学化学与环境工程学院 毛先华
文章内容概述
单壁碳纳米管具有高导电性、柔韧性高的特点,通过添加氧化还原试剂,单壁碳纳米管可以很容易地调整成p型或n型,因此基于单壁碳纳米管的热电材料受到很大的关注。相比众多的p型掺杂剂,n型掺杂剂很少被报导。硼氮衍生物作为还原剂已得到广泛应用,但是在热电材料这一领域却很少受到关注。硼氮衍生物的还原性可以通过N原子的碱性和空间位阻进行调节,本文将吡啶硼烷(PYB)、吗啉硼烷(MPB)和N,N-二乙基苯胺硼烷(DEANB)简单地与SWCNTs分散在不同的溶剂中,研究它们作为SWCNTs的N型掺杂剂。结果表明,硼氮衍生物的结构及其还原能力对TE的性能有较大影响。其中,SWCNT/PYB的性能最好,功率因子在193.6μWm-1 K-2 to 223.8 μWm-1 K-2之间,是目前报道的含硼和SWCNT复合材料中PF值最高的。此外,我们还组装了含有5个p-n结的热电器件装置。其中SWCNT/PYB器件具有较高的开路电压(28.8 mV)和输出功率(1.15μW)比相同条件下SWCNT/NaBH4 (23.7 mV, 0.79μW)高。
创新点
1.硼氮衍生物(BNs)首次作为n型掺杂剂还原碳纳米管。
2.硼氮衍生物的还原性可以通过N原子的碱性和空间位阻进行调节,因此硼氮衍生物结构对复合材料的热电性能影响很大。
产品使用感受
先丰纳米的超高纯大比表面积单壁碳纳米管是我们课题组一直在使用的一款产品,单壁碳纳米分散好,导电性高,我们实验室用氮甲基吡咯烷酮作溶剂抽滤成膜导电性可达到十几万西门子每米,而且成膜好,不用分散剂分散的也非常好。
课题组方向
学校:深圳大学化学与环境工程学院 导师 高春梅
研究方向:有机热电材料,主要分为有机小分子与碳纳米管复合材料和以D-A结构为主体的有机聚合物热电材料。
使用先丰产品发表的论文
Tuning the structure of borane-nitrogen derivatives towards high performance carbon nanotubes-based n-type thermoelectric materials,Chemical Engineering Journal 405 (2021) 126616
新型自供电紫外光电探测与通讯器件
评论人:西安交通大学副教授方华靖
文章内容概述
本文设计制备出一种新型自供电紫外光电探测与通讯器件。在二氧化钛薄膜两侧使用不同的透明电极(FTO和银纳米线)构筑了不对称肖特基结,使该器件能够有效地利用内建电场实现光生载流子的快速分离和收集,使器件在零偏压下检测光信号。器件的光电响应速度高达44纳秒,并且具有超过70%的可见光平均透过率。基于透明器件优异的光电转换能力,本文首次展示了一种自供电的紫外通讯系统,成功地实现了UVC波段的信息加密传输。
创新点
本工作同时实现了透明光电探测器的高透过率与高探测性能(尤其是快速光电响应),并展示了该器件在紫外通信领域的潜在应用,对下一代透明光电子器件的设计与研发具有重要的参考价值。
产品使用感受
本文所使用的银纳米线(编号XFJ81)由江苏先丰纳米材料科技有限公司提供,在本文中作为透明电极使用。该银纳米线纯度高、分散性好、线径均匀、导电性良好、质量稳定,完全满足本工作中透明电极的应用需要。此外,也有使用先丰纳米提供的MXene等二维纳米材料,也具有稳定、良好的质量。
课题组方向
本课题组主要围绕电子陶瓷与器件、微波介质材料与器件、功能氧化薄膜与纳米材料光电子器件展开相关研究。
使用先丰银纳米线产品发表的文章
Solution-Processed Self-Powered Transparent Ultraviolet Photodetectors with Ultrafast Response Speed for High-Performance Communication System, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1809013
基于类荷叶结构的超疏水碳管复合材料用作压阻式传感器
评论人:扬州大学汪玲
文章内容概述:
我们的研究工作是将碳纳米管(产品编号XFM16)添加到高分子泡沫复合材料表面,形成有趣的类荷叶表面结构,并将该复合材料用作压阻式传感器。因为压阻式传感器在可穿戴电子器件中有很好的应用前景,然而开发具有超高压缩性和线性工作范围并可用于恶劣环境(如高湿度、腐蚀性介质和低温)的多功能压阻式传感器仍然是一个挑战。因此,我们利用超声和非溶剂诱导相分离(NIPS)的辅助下,将碳纳米管(CNTs)固定在聚合物泡沫的骨架上,制备了具有荷叶激发微观结构的柔性导电聚合物泡沫复合材料(CPFC)。在聚合物泡沫的骨架上形成微凸起阵列,在这些阵列的表面装饰CNTs,形成导电网络。获得的超疏水CPFC具有良好的耐腐蚀和光热转换性能,可以在一些恶劣的环境下使用。当用作压阻式传感器时,CPFC具有稳定的导电性、极高的压缩性和线性工作范围(高达90%)、极佳的传感稳定性和耐用性(超过2300次循环)。此外,该压阻传感性能不受环境温度的影响,CPFC传感器可以在-20℃-80℃的温度下工作,传感信号稳定,并且该复合材料还能在腐蚀条件下监测人体的各种运动。
创新点:
通过相分离作用来构筑仿生超疏水表面;所得的复合材料具有好的光热特性;复合材料用于压阻传感器,在高温或低温条件下其响应性能稳定。
产品使用感受:
作为一个材料专业的硕士生,实验药品的选择与购买也成为了我们的必修课。我们之所以如此热衷于选择先丰纳米的产品,与其优异的产品质量,综合性价比以及耐心的售后服务密不可分。就拿该公司生产的短壁碳纳米管(CNTs,直径: 10-20 nm; 长度: 0.5-2 μm,产品编号XFM16)来说,碳管的质量纯正,价格美丽,并且形貌均一,是制备导电高分子复合材料,能源材料的理想原料。
课题组方向:
学校:扬州大学,导师:高杰峰
研究方向:(1)导电高分子复合材料的形态调控与性能研究(2)超浸润高分子复合材料的形态调控与性能研究 (3)柔性可拉伸导电高分子复合材料及其力学传感性能研究 (4)多孔聚合物微球/纳米纤维的形态调控。
使用先丰碳管发表的文章
Lotus leaf inspired superhydrophobic rubber composites for temperature stable piezoresistive sensors with ultrahigh compressibility and linear working range,Chemical Engineering Journal 405 (2021) 127025
醋酸纤维素基柔性电极用于自供能血糖传感器
评论人:江南大学李鑫
文章内容概述:
酶生物燃料电池是一种利用酶的氧化还原反应有效地将生物能量转化为电能的绿色能源装置,使之成为理想之选的原因是其易于小型化,可植入设备连续供电的优点。然而,作为酶生物燃料电池的一种新应用,自供能生物传感器最近引起了人们的广泛兴趣。它是一种新开发的传感策略这就不需要外部电源,具有体积小、抗干扰性能好、制造工艺简单和成本低等优点。在预设时间该自供电生物传感器已成功地应用于有毒污染物的检测、免疫分析、葡萄糖检测等领域。
我的这项工作目的是制备醋酸纤维素基柔性电极,并将其用于自供能血糖传感器。其中一项重要的挑战就是赋予醋酸纤维素多功能导电性。碳纳米管具有高比表面积、高导电性、可调谐函数的表面和纳米尺度的尺寸,因此,一些研究人员认为碳纳米管可以被用作导电纳米线,以促进直接电子转移从酶的催化中心到电极,利用其化学惰性、电化学稳定性、优异的导电性和分子尺寸的优势,使之能够与酶的亲密相互作用,并构建了多种基于碳纳米管的电化学传感器平台。
创新点:
(1)在醋酸纤维素纳米纤维上原位生长ZIF-8过程中,将酶包封到ZIF-8中。
(2)用碳纳米管和AuNPs修饰合成了一种纳米结构的功能性电极。
(3)所设计的装置在长达15小时的持续工作中表现出可靠的长期稳定性。
产品使用感受:
从先丰纳米购买的碳纳米管分散液(产品货号100320)作为柔性电极的导电物质得到电阻较小的静电纺醋酸纤维素基柔性电极。先丰纳米公司服务周到,应答及时,产品性能优异,快速准确的了解到客户的需求并提供一流的服务,为该实验的顺利进行提供了保障。这次合作也不是我和先丰纳米的第一次合作,在之前的工作中也多次使用到先丰纳米的产品,相信之后的科研工作中会有更多愉快满意的合作。
课题组研究方向:
学校:江南大学 导师:魏取福 教授
课题组主要开展功能纺织材料研究,包括超细纤维材料、生物基纤维材料、纤维基能源材料、智能可穿戴功能纺织材料的研究与产业化研究。
使用先丰产品发表的文章:
Encapsulating enzyme into metal-organic framework during in-situ growth on cellulose acetate nanofibers as self-powered glucose biosensor,Biosensors and Bioelectronics, 171 (2021) 112690
嵌入在g-C3N4的Mn-N3催化剂用于高效CO2电还原
评论人:中国科学院大学冯佳奇
文章内容:以氮化碳为载体在碳纳米管上利用负载焙烧的方法合成锰单原子催化剂。通过带球差矫正的TEM以及同步辐射技术的吸收谱确认催化剂中锰以单原子形式存在且N提供配位位点,配位数为3。这一结构明显不同于文献中常报道的4配位结构。所合成的3配位锰单原子催化剂表现出远高于4配位的锰单原子催化剂的二氧化碳还原活性。原位同步辐射实验证,反应过程中Mn原子的价态及Mn-N键键长发生变化,确认活性位点为锰原子。量化计算表明,Mn-N3的d带中心更比Mn-N4的靠近费米能级,有利于CO2的吸附且反应过程关键的中体在Mn-N3上的ΔG更小,更易于反应的发生。
创新点:首次利用碳纳米管和氮化碳合成了具有3配位结构的锰单原子催化剂,该催化剂表现出远高于4配位的锰单原子催化剂的电化学还原二氧化碳活性,且离子液体电解质的加入进一步提升了其活性。同时利用原位同步辐射吸收谱及量化计算阐明了该催化剂活性优异的原因。
使用感受:本篇文章使用了先丰纳米公司的多壁碳纳米管,该产品性质稳定,质量上乘,实验过程中数据重复性好,更重要的是产品性价比高,降低实验成本。
课题组方向:离子液体与绿色过程工程
学校:中国科学院大学 导师:张锁江、张香平
使用先丰碳纳米管产品发表的文章:A Mn-N3 single-atom catalyst embedded in graphitic carbon nitride for efficient CO2 electroreduction,NATURE COMMUNICATIONS ,(2020) 11:4341
功能化黑磷纳米材料的制备与应用
评论人:福州大学化学学院李智
我是从2017年开始接触“功能化黑磷纳米材料的制备与应用”这一研究方向,具体着手于黑磷纳米材料的功能化修饰以及其在生物医学中的应用。当时因为黑磷晶体的合成步骤非常苛刻,实验室不具备独立合成黑磷晶体的条件,所以在朋友的推荐下,我找到了先丰纳米科技公司,并购置了500mg的黑磷晶体。我对贵公司生产的黑磷晶体比较满意,主要原因是贵公司生产的黑磷晶体纯度非常高,只有高纯度的黑磷晶体才能进一步制备出具有先进功能的黑磷纳米片或者黑磷量子点,再者,高纯度在很大程度上影响实验的可操作性与可重复性。之后的实验课题较为顺利,发表了一篇纳米材料一区的top期刊,为了课题的延续,我们课题组从先丰纳米陆续购置了几批黑磷晶体,都取得了较为理想的成果。
后来发现,高质量的黑磷粉末在使用过程中比黑磷晶体更方便。例如,制备纳米片的过程,对黑磷晶体的单纯的物理超声剥离耗时很久,但是用黑磷粉末替代以后,剥离的效率被提升了好多倍。在相同的制备步骤中,使用黑磷粉末要节约非常多的时间,而且产物的产率非常高,几乎没有剩余不溶物。因此,我们会节约很多时间用于后续实验的探究与优化,终于,在我们的不懈努力下,我们的研究成果被知名国际知名期刊Advanced Functional Materials认可,发表了相关的学术论文。
感谢先丰纳米一路的支持!
基于黑磷纳米片制备了阻燃型光热转换相变储能一体化材料
评论人:四川大学轻工科学与工程杜宗良团队
文章概述:为了克服有机相变材料固-液相变过程中液体泄露的性能缺陷,我们制备了基于纤维素气凝胶的复合相变材料(储能密度247.0-251.6 J/g),通过气凝胶超强的表面张力和毛细作用抑制了相变材料的泄露。为了赋予复合相变材料优异的阻燃性能并进一步提高材料的光热转换效率,本研究团队通过定向剥离技术制备了具有二维片层结构的黑磷纳米片,该黑磷纳米片的引入有效提高了基于纤维素气凝胶的复合相变材料的光热转换效率(87.6%)和阻燃性能,另外黑磷纳米片还极大提高了相变材料的导热率(提高了89.0%),该复合相变材料在太阳能光热利用领域展现出极高的应用价值。
创新点:
1. 利用铝离子诱导纳米纤维素/黑磷纳米片溶液凝胶化,然后经过冷冻干燥制备了具有超过比表面积的纳米纤维素/碳纳米管杂化气凝胶。
2. 黑磷纳米片的引入有效提高了基于纤维素气凝胶的复合相变材料的光热转换效率和阻燃性能。
使用感受:
本研究中我们选用了先丰纳米科技的黑磷晶体,该材料的纯度高达99.998%,晶体形貌很理想,拉曼光谱和X射线衍射显示其结晶性优异,为黑磷纳米片的成功制备提供了理想的基础材料。在实验过程中,我们购买了不同批次的黑磷晶体,先丰纳米的产品稳定性极高,实验重复结果很高,降低了实验误差,保证了本研究中阻燃型光热转换相变储能一体化材料的成功制备。在此,向江苏先丰纳米科技有限公司的高性能产品和热忱服务表示衷心的感谢!
g-C3N4/锌酞菁/石墨烯量子点三元复合光催化剂
评论人:浙江理工大学徐铁凤
文章内容: 为了同时提高g-C3N4的可见光利用率和光生电子空穴对分离率,通过金属酞菁复合和羧基化石墨烯量子点改性的方法制备得到g-C3N4/锌酞菁/石墨烯量子点(g-C3N4/ZnTcPc/GQDs)三元复合光催化剂,研究了g-C3N4/ZnTcPc/GQDs三元复合光催化剂在太阳光下活化氧气催化降解罗丹明B(RhB)、卡马西平(CBZ)、磺胺喹恶啉钠(SQXNa)等有机污染物的性能。ZnTcPc的引入有效拓宽了g-C3N4在可见光吸收范围,GQDs的引入显著提高了g-C3N4光生载流子的分离率。g-C3N4/ZnTcPc/GQDs三元复合光催化剂具有优异的光催化性能、pH适用范围和良好的循环使用性能。随着反应的进行,目标底物在活性物种的攻击下,逐步发生化学键的断裂,生成可生物降解的小分子酸。(Applied Catalysis B: Environmental, 2019, 244, 96-106,https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.11.049)
创新点:1.通过引入金属酞菁拓宽g-C3N4的可见光响应范围,通过引入石墨烯量子点提高催化剂光生电子空穴对的分离。
2.深入分析了催化剂的增效机制以及催化降解机理
3.通过对目标污染物中间产物的分析揭示其催化降解历程。
使用感受:购买了先丰纳米的氨基化石墨烯量子点XF092和羧基化石墨烯量子点XF090,量子点存在水溶液中,通过透射电镜,量子点直径约为2-6 nm。我们通过水热法将量子点负载到碳氮材料上,可以在材料上均匀分布,并且量子点的引入可以显著提高催化剂的光催化性能。通过实验,两种量子点负载到催化剂上后,均具有较好的活性。
导师:陈文兴
研究方向:光催化降解药物类有机污染物;催化纤维的制备与设计
首次实现从块体黑磷到zigzag黑磷烯纳米带的电化学制备
评论人:清华大学化学系刘志方
文章概述:研究团队利用电化学手段控制氧分子浓度,制备出沿锯齿型(zigzag)取向的纳米带;同时,通过调节电流密度可实现黑磷烯纳米片、纳米带和量子点的可控制备;通过理论计算揭示了氧分子对黑磷烯实现定向切割的机理;利用所制备的黑磷烯纳米带构建场效应晶体管器件并对其载流子输运特性进行了深入研究。
创新点:
① 打破传统认知:氧一定对黑磷有害。
②通过改变电流密度有效调节离子插层速率和黑磷烯周边的氧分子浓度,从而可控制备黑磷烯纳米结构的维度和尺寸,获得一系列黑磷烯纳米结构,包括纳米片、纳米带和量子点。
使用感受:
(1)黑磷的晶体形貌很理想,且结构表征(XRD/RAMAN/HRTEM)证明其结晶性非常优异,这为后续制备基于黑磷烯的电子器件提供了理想的沟道材料。
(2)在采用电化学方法处理后,黑磷晶体可以很好地被剥离得到黑磷烯纳米带,并在无机和有机溶剂中分散良好。
(3)理论计算预测,黑磷烯在zigzag方向具有比armchair方向具有更加优异的热学、力学以及半导体性质,因此zigzag取向黑磷烯纳米带在热电、柔性电子和量子信息技术等领域的应用引起了研究者的广泛兴趣。其制备具有较广泛的科学研究意义。
(4)在审稿过程中,审稿人提出了黑磷晶体制备方法对自上而下得到黑磷烯纳米结构抗氧化能力的影响。其中先丰纳米采用的高压气相沉积法在剥离后,具有较好的抗氧化能力。
综上所述,先丰纳米合成的黑磷晶体具有非常高的质量,非常好地满足了本实验的需要。
使用先丰黑磷晶体发表的文章:Liu Z, Sun Y, Cao H, et al. Unzipping of black phosphorus to form zigzag-phosphorene nanobelts. Nature Communications, 2020, 11(1): 1-10.
文章内容概述:
使用氧化石墨烯分散液(XF020 氧化石墨烯分散液50- 200 nm)制备了自支撑性很好的薄膜材料,提出了利用飞秒激光加工石墨烯复合薄膜,从而一步法制备微型超级电容,利用二维材料的特性,构造了独特的三位复合结构;同时,利用飞秒激光的高精度和高加工效率的优势,实现了微米级别的微型电容器的快速加工。
创新点:
利用空间整形的飞秒激光一步法调控化学反应过程合成复合材料,在氧化石墨烯薄膜上快速图案化制备微型超级电容器。利用该方法可以实现每分钟3000个微米级超级电容器的制备,单个微型超级电容器可以实现500nm的精度和超高能量密度。发表在Nature communications上。
使用感受:
课题组从15年开使用XFNANO的产品,从石墨烯分散液开始了解产品,无论是产品包装还是质量都是同类别中的佼佼者,我们在使用的过程中,对材料性质的表征,XPS XRD等数据也显示其材料的可靠性。由此我们也开始向其他二维材料方向购买,比如MXenes等。
课题组方向:
北京理工大学姜澜教授团队,致力于时空整形的飞秒激光电子动态调控物质反应,同时也聚焦于各种微纳结构的制备,并进行有效的理论建模和观测仿真,应用于多个国家重大需求领域,并在微型电子器件的制备上有很多成果。
使用先丰产品发表的论文
Laser photonic-reduction stamping for graphene based micro-supercapacitors ultrafast fabrication,Nature communications, (2020) 11:6185