Протокол для жидкого пилинга слоистых материалов к нанолистов, их выбор размера и измерение размера с помощью микроскопических и спектроскопических методов представлена.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Получение жидкостным слущенных переходных металлов дихалькогенидных нанолистов с контролируемыми размера и толщины: Государство Протокола Арт
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Мы подводим итог последним достижениям в производстве нанолистов дихалькогенида переходных металлов (TMD) с контролируемым размером и толщиной. Слоистые кристаллы дисульфида молибдена (MoS2) и дисульфида вольфрама (WS2) отслаиваются в водном растворе поверхностно-активного вещества методом ультразвуковой обработки. В результате получаются высокополидисперсные смеси, содержащие нанолисты с широким распределением размеров и толщины. Однако для большинства целей требуются определенные размеры (как с точки зрения бокового размера, так и толщины). Например, большие и тонкие нанолисты желательны для (опто)электронных приложений, в то время как малые нанолисты с боковым расположением интересны для каталитических применений. Поэтому выбор размера после отшелушивания является важным этапом, который мы рассматриваем здесь. Мы предоставляем подробный протокол по эффективному выбору размера в больших количествах с помощью жидкостного каскадного центрифугирования, а также количественному определению размера и толщины с помощью статистического микроскопического анализа (атомно-силовая микроскопия и просвечивающая электронная микроскопия). Сравнение MoS2 и WS2 показывает, что оба материала подбираются по размеру одинаковым образом с помощью одной и той же процедуры. Важно отметить, что дисперсии нанолистов, выбранных по размеру, демонстрируют систематические изменения в своих оптических спектрах затухания с размером из-за эффектов края и удержания. Мы показываем, как эти оптические изменения количественно связаны с размерами нанолистов, и описываем, как средняя длина нанолистов и количество слоев могут быть надежно извлечены из спектров экстинкции. Протокол отслоения и выбора размера может быть применен к широкому спектру слоистых кристаллов, как мы ранее продемонстрировали для графена, сульфида галлия (GaS) и черного фосфора.
Введение
Возможность производить и перерабатывать графен, связанных двумерных кристаллов (2D) в жидкой фазе, делает их перспективными материалами для постоянно растущего диапазона применений как композиционных материалов, датчиков, при хранении и преобразования энергии и гибкие (опто) электроники. 1-6 Для использования 2D наноматериалы в приложениях , таких как они потребуют недорогие и надежные функциональные чернила с по требованию бокового размера и толщины наноразмерных составляющих, а также контролируемых реологических и морфологических свойств , поддающихся промышленных масштабах процессов печати / нанесения покрытий. 7 В связи с этим, жидкая фаза ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Жидкий Отшелушивание - Подготовка Подходящие Дисперсии изображения
- Установите металлическую чашку под сонотрода в бане со льдом.
- Погружают 1,6 г порошка TMD в 80 мл водного раствора холат натрия (SC) , поверхностно -активного вещества (концентрации холат натрия, C SC = 6 г · л -1) в металлической чашке.
- Перемещение звуковой наконечник в нижней части металлической чашки, а затем вверх на ~ 1 см. Оберните алюминиевой фольги вокруг звукового зонда, чтобы избежать утечки.
- Разрушать ультразвуком смесь при охлаждении льдом с помощью зонда обработки ультразвуком, чтобы избежать нагрева с использованием твердо....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Жидкий каскад центрифугирования (Рисунок 1) представляет собой мощный метод для сортировки жидкостью отслоилась нанолисты от размера и толщины , как показано на рисунке 2 для обоих MoS 2 и WS 2. Nanosheet боковые размеры и толщина могут быть охарактеризованы с помощью статистического ТЭМ и атомно-силовой микроскопии, соответственно. Типичное АСМ изображение показано на рисунке 2А. Видимая мощность nanosheet преобраз.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Базовые приготовления
Образцы, описанные здесь, получают наконечник озвучивания. Альтернативные процедуры отшелушивание могут быть использованы, но приведет к различной концентрации, боковых размеров и степеней отшелушивания. Более высокие амплитуды и больше на импульсов во время обработки ультразвуком следует избегать, чтобы предотвратить повреждение устройства для обработки ультразвуком. Аналогичные результаты были получены с использованием 500 Вт процессоров. Тем не менее, время обработки ул.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Исследование, приведшее к этим результатам, получило финансирование от Седьмой рамочной программы Европейского Союза в рамках грантового соглашения No 604391 Graphene Flagship. C.B. выражает признательность Немецкому научно-исследовательскому обществу, DFG, в рамках гранта BA 4856/2-1.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Гидрат холата натрия, из бычьей и/или овечьей желчи | Sigma Aldrich | C1254-100G | Поверхностно-активное вещество используется в качестве стабилизатора в виде водного раствора (т.е. , после растворения порошка в многопоровой воде) |
| MoS2 порошок | Sigma Aldrich | 69860-100G | Доступны другие дистрибьюторы, но отшелушивание и результат выбора размера могут различаться |
| WS2, порошок 2 μ m | Sigma Aldrich | 243639-50G | Доступны другие дистрибьюторы, но отслоение и результат выбора размера могут варьироваться |
| ImageJ Разработчик программного обеспечения | : National Insitutes of Health | 64-разрядная версия Java 2.45 1.6.0_24 | Программное обеспечение для обработки изображений, используемое для анализа TEM, скачать бесплатно |
| Gwyddion Software | Разработчик: Чешский метрологический институт | 64-разрядная версия Java версия 2.45 | Программное обеспечение для обработки изображений, используемое для анализа АСМ, скачать бесплатно |
| Программное обеспечение Origin Pro OriginLab | Version 2016 | Программное обеспечение, используемое для анализа данных, таких как дифференциация и подгонка спектров затухания | |
| Центрифуга | HettichLab | Mikro 220R | любая другая настольная центрифуга подходит |
| Ротор 1 | Hettich | Rotor 1016 | для центрифугирования < 5 000 x |
| g Ротор 2 | Hettich Rotor | 1195-A | для центрифугирования >5 000 x g |
Ссылки
- Zhang, H. Ultrathin Two-Dimensional Nanomaterials. ACS Nano. 9, 9451-9469 (2015).
- Yi, M., Shen, Z. A review on mechanical exfoliation for the scalable production of graphene. J. Mat. Chem. A. 3, 11700-11715 (2015).
- Jariwala, D., Sangwan, V. K., Lauhon, L. J., Marks,....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
