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2004年,Novoselov和Geim通过用胶带反复劈开石墨成功制造石墨烯。随后的研究表明,石墨烯具有难以置信的特性,如量子霍尔效应,超高载流子迁移率,大比表面积(理论值:2630 m2 g-1)和高杨氏模量(〜1 TPa)柔韧性,光学透明度(〜97.7%)和热导率(3000-5000 W m-1 K-1)。自那时以来,对具有原子厚度(通常<5nm)的二维(2D)类石墨烯纳米材料的研究兴趣不断增长,其中包括黑磷,六方氮化硼,石墨碳氮化物,过渡金属二硫族化合物,层状双氢氧化物,以及一些新开发的金属有机骨架,共价有机骨架,MXenes,硅烯,锗烷等。原子级纳米材料的制备和研究与其他纳米材料相比,具有重要意义独特的优势。首先,原子厚度和强面内化学键赋予它们以优异的机械性(高强度和柔性),电子(可调谐带隙)和光学(高透明度)性质,这对于下一代器件是必不可少的。其次,高比表面积有利于催化,超级电容器和可再充电电池中的表面主导和扩散控制反应。第三,表面原子的大部分允许容易的表面工程,通过诸如缺陷产生和二维异质结构构造的手段来提高性能和新功能。第四,超薄二维几何结构为研究电子状态调制和建立清晰的结构 - 性质关系提供了一个简单而理想的模型。基于这些吸引人的优势,原子级纳米材料在包括(光电)电子,传感器,生物医学,能量储存和转换等广泛的应用中显示出巨大的应用前景。
Dou等人综述了原子级超薄非层状纳米能源材料的制备方法和相关应用。重点阐述了其在锂离子电池、钠离子电池、HER、OER、CO2还原、CO氧化等领域的应用。
在过去的几年里,科学家们见证了原子级非晶纳米材料的出现,发展和优越性。 这些纳米材料具有固有的非分层结构,同时具有原子厚度,无疑具有一些令人着迷的结构和电子性质。 在这篇综述中,我们全面总结了这些纳米材料的进展情况,包括合成策略,电子结构处理以及能量储存和转换应用。 这种类石墨烯二维纳米结构不仅为揭示结构 - 性能关系提供了一个理想的平台,而且在超级电容器,可再充电电池和催化剂上的性能也得到了显着提高。