新型氢键型二维层状材料MOHXenes的制备及高压研究

基本信息
批准号:11874028
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:张剑
学科分类:
依托单位:吉林大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:崔啟良,姜丽娜,马腾,赵峰,冯小康,田辉,王悦,何东雪,赵悦
关键词:
氢键二维层状材料金刚石压砧结构相变高压
结项摘要

Two-dimensional (2D) layered materials have become one of the most highlighted scientific subjects worldwide due to their unique structures and versatile applications. Especially they have attracted immense attention of the high pressure research field. In our previous foundational work, we have found a novel type of hydrogen bonded 2D layered materials, MOHXenes, which can be a good model system for the high pressure studies of 2D layered materials. In this project, we intend to realize the controllable preparation of MOHXenes through multiple synthetic routes, and carry out systematic high pressure studies on MOHXenes by using various experimental techniques in parallel. Taking advantages of the mutual corroboration of the various experimental results, as well as those of the theoretical simulations, we intend to explore the pressure-dependent evolutions of the crystal structures and the spatial configuration of the interlayer hydrogen bonds of MOHXenes under high pressures. Simultaneously we intend to study the competition and collaboration between the interlayer hydrogen bonds and the intralayer strong chemical bonds. We want to elucidate the general effects of the compression behaviors of hydrogen bonds on the structural evolution and interlayer-intralayer interactions in these 2D layered materials. We also plan to explore the electrical transport behaviors of MOHXenes and their interactions with electromagnetic waves under high pressures. And consequently, we look forward to discover the general effects of high pressure on the electron energy band structures and the carrier characteristics, as well as the intrinsic nature of these effects. Through comparison with the high pressure study results of the van der Waals type 2D materials, we would like to summarize the general rules of the variations of the physical properties of 2D layered materials under high pressures, and to provide new insights and important experimental and theoretical reference data for the applications of 2D layered materials.

二维材料以其独特结构和广泛应用已成为世界范围的研究热点,尤其引起高压界的热切关注。申请者在前期工作基础上,发现一类新型氢键型二维层状材料MOHXenes,而且是二维材料高压研究的理想模型体系。本项目拟通过多种方式实现MOHXenes的可控制备,并采用多种原位高压实验技术对其进行系统的高压研究,通过不同高压实验结果的相互佐证,结合理论计算模拟,探索高压下MOHXenes的晶体结构、层间氢键构型随压力的演化过程,及压力与层间氢键、层内强化学键间的竞争、协同关系,揭示氢键的压缩行为对其结构演变过程、层间—层内相互作用的影响规律;探索其在高压下的电输运行为及其与电磁波的相互作用规律,揭示其电子能带结构、载流子特性等受压力调控的规律及物理根源。并与已有van der Waals型二维材料的高压研究结果的比对,总结高压下二维层状材料物理性质变化的共性规律,为其实际应用提供新思路和重要的实验与理论依据。

项目摘要

因其独特的成分和结构,二维材料展现出优异的性质和广泛的潜在应用,成为备受关注的研究热点之一。MOHXenes因其有别于van der Waals型二维材料的层间氢键,成为一类别具特色的研究二维材料压力响应的良好模型体系。本项目研究了氢键型二维层状材料MOHXenes的可控制备方法,在此基础上,采用多种原位高压实验技术,结合理论计算和模拟,对其进行了系统的高压研究。通过本项目的研究,建立了具有独立自主知识产权的制备新型氢键型二维层状材料MOHXenes的新方法,制备出了一系列成分和形貌可控、分散性好、结晶度高的MOHXenes准二维材料,揭示了其生长机制,为其潜在应用提供了必要的理论基础和实验数据;获得了MOHXenes中层间氢键强度及构型随压力的演化过程及其微观机制,揭示了高压调控下氢键与层间van der Waals相互作用、层内原子间共价/离子型强化学键之间的竞争与协同及其物理/化学本质,有助于构建出氢键空间构型的较为直观的图像,揭示氢键的压缩行为及其演化规律,并进而认识氢键的本质;探索了MOHXenes在高压下的相变序列、相变压力、高压相结构、状态方程和体弹模量等特性,深化了对其相变机制的认识,确定了MOHXenes中氢键与晶格压缩行为的内在关联,揭示了外加压力、内部层间氢键—层内强化学键等多种因素在决定其微观晶体结构、电子能带结构上的竞争、协同关系及其规律。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021

张剑的其他基金

批准号:71771022
批准年份:2017
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:61303143
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101499
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81070382
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81803368
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20602040
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860183
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61300197
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360156
批准年份:2013
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30970896
批准年份:2009
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:31001004
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771043
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71071017
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:30800360
批准年份:2008
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71603305
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41461012
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61105089
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31100171
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801128
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70771009
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:81371707
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11204153
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81801640
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31371056
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

新型二维层状材料中的应变工程

批准号:11602272
批准年份:2016
负责人:刘峰
学科分类:A0805
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

新型层状电磁功能材料的设计、制备及性能

批准号:51532010
批准年份:2015
负责人:陈小龙
学科分类:E0206
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
3

新型二维层状材料的拓扑量子态研究

批准号:11404022
批准年份:2014
负责人:刘铖铖
学科分类:A2004
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高压下超分子材料氢键变化的研究

批准号:20773043
批准年份:2007
负责人:邹勃
学科分类:B0305
资助金额:28.00
项目类别:面上项目