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西安交大合成第六主族新型二維材料碲烯 彌補黑磷弊端
發布:lee_9124   時間:2019/11/13 1:03:07   閱讀:200 
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電力設備的放電故障和過熱故障與特征氣體分解物密切相關,研制特征氣體分解物傳感器對電力設備故障診斷至關重要,為此西安交通大學和國網河北省電力公司聯合成立“泛在電力物聯網能源與數據研究應用實驗室”,并將微能量收集與傳感技術作為重點研究方向。電力設備工作環境惡劣,故障特征分解氣體成分復雜,對氣體傳感器的選擇性、穩定性、靈敏度等性能要求苛刻。2007年,因發現石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎的K. S. Novoselov在《自然》上發表的論文展示了二維材料有潛力實現單個氣體分子的檢測,引發了人們對于二維材料作為化學傳感器的研究熱潮。然而二維材料作為氣體傳感器在實際應用中存在空氣穩定性差、動態相應速度慢等問題,嚴重限制了其在電力設備故障診斷中的應用。


針對以上問題,西安交大科研人員合成了第六主族新型二維材料碲烯,實驗測試結果顯示碲烯室溫下對NO2氣體具有高度選擇性和靈敏度,還具有優異的空氣穩定性,這彌補了另一種“明星”二維材料黑磷雖然氣體檢測靈敏度高但是空氣穩定差的弊端。此外,采用瞬時脈沖加熱顯著提升了碲烯動態響應性能。本文研究為二維氣體傳感器的研究提供更高性能的平臺,進一步推動了二維材料氣體傳感器向實用化邁進。相關成果刊登在最新一期的《材料化學學報A》(Journal of Materials Chemistry A)(IF:10.73)雜志上。

西安交通大學電氣學院榮命哲課題組博士生王大偉、青年教師楊愛軍、碩士生蘭天松為本文共同第一作者,王小華教授、榮命哲教授和倫斯勒理工學院Nikhil Koratkar教授為本文共同通訊作者。參與此項工作的還有青年教師袁歡、博士生范成瑜和褚繼峰、碩士生潘健彬以及大四本科生劉柱。該研究得到了國家973項目、國家自然科學基金項目、中國科協青年托舉人才工程項目的共同資助,西安交通大學高性能計算中心提供了計算資源。

西安交通大學電氣工程學院榮命哲教授課題組面向電氣工程應用,致力于突破微能量收集與傳感技術,近年來在相關領域共發表論文10余篇,研究成果發表在《材料化學學報A》(IF:10.73)、《二維材料》(IF:7.3)、《碳》(IF:7.5)、《納米尺度》(IF:6.9)等期刊。


來源:西安交通大學
 
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