게시 및 게시 날짜 : 2024/07/26

입방과 고혈압이있는 2 차원 시트를 만듭니다

-고효율 수소 생성 촉매의 발달-

1 요약

Nakanishi Yusuke 조교수, 도쿄 메트로폴리탄 대학교 (Gendo Naohiko), Endo Naohiko (대학원생), Miyata Komitsu 부교수, Kanda Naoyuki (대학원생), 과학 대학원, 대학원 대학원, Aizaki Motoci 교수, 특수 보조 교수) Kanazawa University, Nanolife Science (WPI-NANOLSI) 공학 대학원 Takahashi Yasushi 공학 대학원 공학 대학원 이 연구팀에는 Liu Yun 교수, Liu Yun 교수, 바카라 커뮤니티의 Extreme Functional Materials Research Division, Hayashi Nagamasa, Chiga Ryonori의 나노 물질 연구 부서의 최고 연구원, 오사카 대학교 대학교 교수, 아오이 마이 대학교 (Aoyagi University) 교수, 노예 대학교 (Aoyagi University) 교수,, 및 과학 대학 교수 마루야마 미나 (Maruyama Mina), 타카 바나 네린 (Takabanerin) 조교수, 입방 몰리브덴 (Cupic Molybdenum Sulfide)에서 일하고있는 오카다 수양 (Okada Susumu) 교수클러스터(참고 1) (Superatomic(주 2))가 시트에 결합되는 "초 아생 동물 층"이라는 2 차원 재료를 발견하고 구조적 특징, 전자 구조 및 촉매 활성을 밝혀 냈습니다 Nanospace에 한정된 단일 레이어 (나노 리본(주 3))을 직접 관찰하여 시각화되었고, 구조는 성공적으로 결정되었다 또한, 본 발명자들은 기질상에서 합성 된 층 샘플의 얇은 샘플의 촉매 활성이 수소 생성 반응의 높은 촉매 활성을 나타낸다는 것을 입증 하였다 이 바카라 커뮤니티 결과는 매우 효율적인 수소 생성 촉매의 개발을위한 재료 설계에 대한 지침 역할을 할 것으로 예상됩니다 이 바카라 커뮤니티 결과는 2024 년 7 월 26 일 독일 과학 저널 "고급 재료"온라인 Breaking News Edition에 소개됩니다


2 전철기

  • 입방체 몰리브덴 황화 황화수소 (mo4S4클러스터)는 염소 (CL) 원자 "mo8S8CL11"
  • Mo는 탄소 나노 튜브의 내부 공간을 사용한 템플릿 반응으로 인해 결함이 없거나 원자 배열8S8CL11합성 및 분리되었으며, 구조 분석은 투과 전자 현미경을 사용하여 성공했습니다
  • 기판상에서 합성 된 얇은 시편이 수소 생성 반응의 높은 촉매 활성을 나타낸다는 것을 입증 하였다

3 바카라 커뮤니티 배경

그래 핀의 발견 이후, 단일 그래파이트, 다양한 단일 층의 여러 층 층이 제거되었으며, 2 차원 "원자 층"은 3 차원 재료에서 발견되지 않는 광학 및 전자 수송 특성을 보여줍니다 계층화 된 물질이 분리되고 2 차원 재료가 합성되는 하향식 바카라 커뮤니티가 진행되고 있지만, 새로운 2 차원 재료를 생성하기 위해 유기 분자 및 나노 입자를 연결하는 과정에서 상향식 바카라 커뮤니티가 증가하고 있습니다전이 금속 chalcogenide(주 4) 클러스터는 다양한 구조와 조성 및 고 대칭 분자 프레임 워크로 인해 다양한 2 차원 재료의 구조 단위로 유망합니다 원자와 유사한 전자 구조를 갖는 전이 금속 chalcogenides의 클러스터는 과수 원으로도 알려져 있으며, 이들을 구조 단위로 사용하는 3 차원 축적은 반세기 동안 바카라 커뮤니티되었다 그중에서도 큐브 모양의 m4x4클러스터 (M : Transition Metal, X : Chalcogen)는 입방 격자 및 바구니와 같은 3 차원 축적 (클라스 트레이트)을 형성하며, 성분 및 배열 구조에 따라 강자성 및 초전도성과 같은 특성을 나타냅니다 (그림 1) 이들 클러스터가 시트 형태로 배열되는 "초 소성 층"은 독특한 2 차원 배열 구조 및 분자간 상호 작용으로 인해 초 소성체에서 발견되지 않는 특성의 출현을 유발할 것으로 예상된다 그러나, M4x4시트 형태로 클러스터의 배열은 쉽지 않으며, 지금까지 초자동 층의 합성의 예는 없었습니다

그림 1

그림 1 (a) 입방 모양의 초 아생아 Mo4S4클러스터 및 (b) 이전 바카라 커뮤니티에서보고 된 3 차원 응집의 모델 다이어그램

4 바카라 커뮤니티 세부 사항

이 바카라 커뮤니티는 고유 한 나노 공간을 사용합니다템플릿 반응mo by (참고 5)4S4클러스터가있는 슈퍼마믹 레이어는 시트 형태로 배열 (MO8S8CL11)가 성공적으로 합성되었습니다 (그림 2) 바카라 커뮤니티원들은 탄소 나노 튜브의 내부 공간에서 클로라이드와 황색 증기를 반응하여 mo4S4우리는 슈퍼 아톰 층이 Cl antom을 통해 결합 된 과상의 층이 자라는 것을 발견했다 직경의 몇 나노 미터에서 1 차원 나노 공백에서 화학 반응을 일으켜 결함과 난기류가 적은 MO8S8CL11의 단일 층 형성됩니다 이 단일 층은 투과 전자 현미경으로 관찰되었으며 Mo4S4클러스터로 구성된 육각형 근접 포장 시트는 CL 원자의 층이 위와 아래에 함께 결합되는 이중 층 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다 (도 3) 왜곡이 작은 이중 층 구조를 채택함으로써, 시트 형태로도 안정적으로 존재할 수 있습니다

바카라 커뮤니티팀은 또한이 초 자극 층이 기판에서 자란 여러 마이크로 미터에도 층화 된 물질에 존재한다는 것을 발견했다 변속기 전자 현미경을 사용 하여이 층 재료로부터 제거 된 단일 층의 단면을 관찰함으로써, Mo8S8CL11의 시트가 입증되었습니다 형성됩니다 (그림 4) 이론적 계산, MO8S8CL11압축 및 인장 변형에 민감한 반도체이며, 약간의 응력으로 빛을 방출 할 수 있다고 제안되었습니다 또한, 우리가 얇은 시편의 표면에서 촉매 활성을 조사했을 때, 몰리브덴 이황화 (MOS2)보다 높은 활동을 나타내는 것으로 나타났습니다

그림 2

그림 2 초자동 층 "Mo8S8CL11"에 대한 모델 다이어그램 <001>, <120> 및 <100>은 각각 다른 방향에서 Mo8S8CL11를 볼 때 시퀀스를 보여줍니다

그림 3

그림 3 (a) 탄소 나노 튜브 내부 공간에서 자란 MO8S8CL11나노 리본의 모델 다이어그램 및 (B, C) 전송 전자 현미경 사진 모델 다이어그램과 동일한 구조가 안정적입니다

그림 4

그림 4 (a) 층이있는 재료에서 벗겨진 여러 층의 MO8S8CL11시트에서 자란 층상의 횡단면의 전자 전자 현미경 사진 및 (b) 기판

*일부 원본 논문에는 "Cubic Mo의 초생적 층4S4CL 가교로 연결된 클러스터 "는 인용 및 변경으로 사용됩니다

5 바카라 커뮤니티 및 파급 효과의 중요성

이 바카라 커뮤니티에서는 큐브 모양의 MO를 소개합니다4S4우리는 세상을 개척하여 시트 모양으로 배열 된 클러스터가있는 초 동종 층을 실현하고 전송 전자 현미경을 사용하여 직접 관찰을 통해 원자 배열을 설명하고 수소 생성 반응에서 높은 촉매 활성을 나타내는 것으로 입증되었습니다 구조 제어 및 넓은 면적 합성 기술이 미래에 발전하고 촉매 반응 메커니즘이 명확 해지면, 이것이 수소 생성 반응의 촉매 효율을 향상시키기위한 합리적인 재료 설계 지침의 확립으로 이어질 것으로 기대됩니다 또한, 전이 금속 칼 코게 나이드의 클러스터는 풍부한 다양한 구조 및 조성물을 갖는 재료 그룹이며, 유사한 합성 접근법은 다양한 과성 소음 층을 실현할 수있을 가능성이 있으며, 다양한 물리적 특성 및 기능의 출현을 탐구하기위한 바카라 커뮤니티 기반으로 작용할 것으로 예상된다

 

6 종이 정보

(제목) 입방 MO의 초자연적 층4S4CL 가교로 연결된 클러스터
(저자) Yusuke Nakanishi,* Naoyuki Kanda, Motoki Aizaki, Kaito Hirata, Yasufumi Takahashi, Takahiko Endo, Yung-Chang Lin, Ryosuke Senga, Kazu Suenaga, Shinobu Aoyagi, Mina Maruyama, Suruyame, Suruyame Okada, Yasumitsu Miyata 및 Zheng Liu*

*해당 저자
(잡지 이름)고급 재료
(doi) 101002/Adma202404249

13006_13383


7 보충 설명

(주 1) 클러스터
상호 작용에 의해 다수의 원자가 집계되는 나노 구조 클러스터의 전형적인 예는 60 개의 탄소 원자가 부착 된 구형 분자 "C60Fullerene "도 언급되었습니다[참조로 돌아 가기]
(참고 2) 슈퍼 아톰
원자와 유사한 개별 전자 상태가있는 클러스터 전이 금속 chalcogenides의 초 고양이는 대칭 구조가 고도로 있으며, m3x4YA M4x4, m6x8(M : Transition Metal, X : Chalcogen) 및 다른 사람들이보고되었습니다[참조로 돌아 가기]
(주 3) Nanoribbon
얇은 나노 미터 크기의 폭으로 절단 된 2 차원 재료로 만든 1 차원 스트립 모양 (리본 모양) 재료[참조로 돌아 가기]
(주 4) 전이 금속 chalcogenide
Chalcogenideniobium 및 Molybdenum과 같은 전이 금속 원자, 그리고 황 및 셀레늄과 같은 칼코겐 원자로 구성된 무기 화합물 MOS2계층화 된 재료이며 윤활제로도 사용됩니다 수소 생성 반응의 촉매 활성이 높고 최근 몇 년 동안 바카라 커뮤니티가 진행되고있는 것으로 알려져있다[참조로 돌아 가기]
(주 5) 템플릿 반응
화학 반응 및 결정 성장을 유발하기위한 주형으로 나노 크기의 구멍을 사용하여 화합물의 구조를 제어하는 방법 1 차원 화합물은 직경이 1 ~ 몇 나노 미터로 원통형 공간에서 반응 할 때 자랍니다[참조로 돌아 가기]


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