一种单层多酸超晶格与石墨烯的复合材料

adma201400856-gra-0001-m单分散纳米颗粒组装的超晶格由于其可调控的电学、磁学、光学和催化等性能引起了越来越多的学者广泛的兴趣。其中,单层超晶格是一种特殊的二维超晶格,与多层超晶格相比,具有更加优异的电学以及光学性能。然而,大部分的单层超晶格只有依赖于坚硬的基底才能稳定存在,基底的存在极大的限制了其应用。如果能够使单层超晶格在柔软的基底如氧化石墨烯上形成,将使得单层超晶格易于获得更广泛的应用。

清华大学王训教授课题组发现了一种高度有序的单层多酸超晶格。该超晶格是以双表面活性剂包覆的Dawson结构的多酸纳米团簇作为组装基元,通过溶剂挥发组装形成的,该组装过程可成功的在氧化石墨烯表面进行,最终得到单层多酸超晶格与石墨烯的复合结构。由于超晶格与石墨烯是通过范德华作用力相结合,这种超晶格石墨烯复合材料可以被认为是一种广义的范德华异质结结构。单层超晶格石墨烯的复合材料能够分散于溶液中,使得对其性质应用的研究更加易于进行。研究表明,单层超晶格石墨烯复合材料修饰的电化学传感器对双氧水表现出快速响应性以及较宽的线性检测范围,在电化学传感器方面具有良好的应用前景。与此同时,超晶格石墨烯复合材料也表现出优良的光电化学性能。该发现为纳米团簇自组装与石墨烯及类石墨烯材料相结合提供了新的思路,基于二者之间协同效应设计的复合材料将可能表现出更多的优异性能

相关工作得到了国家自然科学基金委的资助。

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