您当前所在位置:首页 > 资讯信息 > 科研动态
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:

钻研背景图片:

在前往的二十八年度,PANI及其简短的配位缔合、低人工成本、高导电性、大环境稳定可靠性和添加化学反应而变成了具有多性钻研分析的导电配位高氧分子化合物的一个,渐渐波形PANI的具有多性采用相应二维微米级材料的被发展,钻研分析者慢慢对2DPANI的二维线状型式所产生了**的想法,虽然说超氧分子微米级2DPANI型式,如微米级棒、微米级球、微米级管、微米级片或是螺旋运动状等型式有了通讯报道,只不过是因为苯胺配位缔合的自动化错综多元性,PANI型式的氧分子标准掌握还没达到,相应直接性采用固态硬盘安装有机的加聚物采用热解配位缔合2DPANI也还没达到。

优秀成果详细介绍:

浦项科学实验高技术大学时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。该方法为构思和结合相关具备着大多数潜在性应用领域的新款二维层状原料带来了新的方法。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。

调查创新举措:

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在这种固体有机酸单晶硅直接性生成的的方式能能对于构思和生成某些含有很多潜在性技术应用的新形二维层状建材。

画面理解:


图1(A)六氨基苯三稀盐酸盐(HAB)在高温环境500℃水平下合成图片2DPANI的示图图。1-HAB的X单尖晶石X射线结构设计的2-有带边角基团结协作构的的2DPANI 3- HAB尖晶石单元尺寸向二维PANI结构设计的的组织转型(B)润滑油纸里HAB尖晶石的数码设备设备相册图片(C)固溶处理前针状HAB尖晶石的磁学仪器体视光学显微镜图象(D)固溶处理前HAB单尖晶石的SEM图象(E)500℃固溶处理后HAB的数码设备设备图象(F)500℃固溶处理后PANI尖晶石的磁学仪器体视光学显微镜图象(G)固溶处理后的二维PANI单尖晶石的SEM图象



图2(A)热解前HAB单晶硅体的SEM图面(B)HAB单晶硅体在SEM能级中的EDS无素地域分布谱(C)C无素地址开地址映照(D)N无素地址开地址映照(E)O无素地址开地址映照(F)Cl无素地址开地址映照


       图3(A)2DPANI在SEM能级中EDS的事物划分图谱(背景图片是2DPANI的SEM图相)(B)C事物映照(C)N事物映照(E)O事物映照


图4二维PANI构成的定性分析(A)HAB多晶硅在氩气中以10°C/min的降温浓度才能得到的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的电器功能及HCl乙炔气参杂的设计(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。

工作小结:

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,同时为开发和分解成任何兼备很多的暗藏软件的新款二维层状的原材料供应新的渠道。

文章友链:

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

译文友链://www.pnas.org/content/113/27/7414


综上所述内部均来自五湖四海电脑网络,比如侵犯著作权,请搞好关系在上线网上客服移除!感谢不必于商业性不同的妙用不同的妙用,不是使用在人休试验