全球非碳二维(2D)材料市场

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出版于2022年10月| 118页,45张图,22张表|下载目录

石墨烯引起了世界对二维(2D)纳米片材料的特殊性能的关注。由于其优异的传输、机械和热性能,石墨烯在过去几年一直处于纳米材料研究的前沿。它的发展使研究人员能够探索其他二维层状材料,如过渡金属二卤代化合物、各种氧化物、氮化物和粘土。

因此,近年来,研究人员的目光已经超越了石墨烯,转向了其他分层的二维材料,如硼苯、二硫化钼(MoS2)、六方氮化硼(h-BN)和磷烯。这些材料具有石墨烯的固有特性,如高导电性、绝缘和半导体性能、高导热性、高机械强度、气体扩散屏障、高化学稳定性和辐射屏蔽,但关键的是还具有半导体带隙。在过去的几年里,关于这些材料的理论和实验工作迅速增加,现在已经可以从一些先进的材料生产商那里获得。

本报告涵盖的非碳2D材料包括:

  • borophene。
  • 二硫化钼(MoS2)。
  • 六方氮化硼(h-BN)。
  • phosphorene。
  • 石墨氮化碳。
  • germanene。
  • graphane。
  • graphdiyne。
  • stanene / tinene。
  • 钨联硒化物。
  • 二硫化铼。
  • diamene。
  • silicene。
  • antimonene。
  • 铟硒化。

这些材料可能对市场产生重大影响,本报告涵盖的市场包括:

  • 电子产品。
  • 电池(锂离子,钠离子,锂硫,锂氧)。
  • 传感器。
  • 分离膜。
  • 论文的。
  • 热电技术。
  • 光伏发电。

报告内容包括:

  • 非碳二维材料的性质。
  • 非碳二维材料的应用。
  • 非碳2D材料的潜在市场。
  • 非碳2D材料路线图。
  • 生产和定价。
  • 二维材料生产商简介。23家公司的概况。

1石墨烯11

  • 1.1历史记录11
  • 1.2属性12
  • 1.3石墨烯的种类
    • 1.3.1石墨烯材料
      • 1.3.1.1 CVD石墨烯
      • 1.3.1.2石墨烯纳米片
      • 1.3.1.3氧化石墨烯和还原氧化石墨烯
      • 1.3.1.4石墨烯量子点(GQDs
    • 1.3.2中间产品
      • 1.3.2.1石墨烯母粒
      • 1.3.2.2石墨烯分散体
  • 1.4生产32
    • 1.4.1质量34
    • 1.4.2石墨烯生产方法的评价

2 . 2- d材料

  • 2.1类型42
  • 2.2石墨烯与其他二维材料的对比分析
  • 2.3制作方法44
    • 2.3.1自上而下的去角质
      • 2.3.1.1机械去角质法
      • 2.3.1.2液体去角质法
    • 2.3.2自下而上综合
      • 2.3.2.1 46溶液中的化学合成
      • 2.3.2.2化学气相沉积
  • 2.4六方氮化硼(h-BN)/氮化硼纳米片(BNNSs
    • 2.4.1属性48
    • 2.4.2应用和市场
      • 2.4.2.1电子学49
      • 2.4.2.2燃料电池
      • 2.4.2.3吸附剂
      • 2.4.2.4光电探测器
      • 2.4.2.5纺织品50
      • 2.4.2.6生物医学51
  • 2.5 MXenes
    • 2.5.1属性52
      • 2.5.1.1应用
  • 2.6过渡金属二卤代化合物(TMD
    • 2.6.1属性55
      • 2.6.1.1二硫化钼(MoS2
      • 2.6.1.2二碲化钨(WTe2
  • 2.6.2应用57
    • 2.6.2.1电子学
    • 2.6.2.2光电子学
    • 2.6.2.3生物医学
    • 2.6.2.4压电
    • 2.6.2.5传感器
    • 2.6.2.6过滤
    • 2.6.2.7电池与超级电容器
    • 2.6.2.8光纤激光器
  • 2.7硼苯61
    • 2.7.1属性61
    • 2.7.2应用61
      • 2.7.2.1储能
      • 2.7.2.2储氢
      • 2.7.2.3传感器
      • 2.7.2.4电子学
  • 2.8磷/黑磷
    • 2.8.1属性63
    • 2.8.2应用64
      • 2.8.2.1电子学
      • 2.8.2.2场效应晶体管
      • 2.8.2.3热电学
      • 2.8.2.4电池
      • 2.8.2.5超级电容器
      • 2.8.2.6光电探测器
      • 2.8.2.7传感器
  • 2.9石墨氮化碳(g-C3N4
    • 2.9.1属性68
    • 2.9.2 c2n
    • 2.9.3应用69
      • 2.9.3.1电子学69
      • 2.9.3.2过滤膜
      • 2.9.3.3光催化剂
      • 2.9.3.4电池69
      • 2.9.3.5传感器69
  • 2.10日耳曼烯70
    • 2.10.1属性70
    • 2.10.2应用71
      • 2.10.2.1电子学
      • 2.10.2.2电池
  • 2.11 Graphdiyne
    • 2.11.1属性73
    • 2.11.2应用73
      • 2.11.2.1电子学
      • 2.11.2.2电池
      • 2.11.2.3分离膜
      • 2.11.2.4水过滤
      • 2.11.2.5光催化剂
      • 2.11.2.6光伏
      • 2.11.2.7气体分离
  • 2.12石墨烯
    • 2.12.1属性76
    • 2.12.2应用76
      • 2.12.2.1电子学
      • 2.12.2.2储氢
  • 2.13二硫化铼(ReS2)和二硒化铼(ReS2
    • 2.13.1属性77
    • 2.13.2应用77
  • 2.14硅
    • 2.14.1属性
    • 2.14.2应用
      • 2.14.2.1电子学
      • 2.14.2.2热电学
      • 2.14.2.3电池
      • 2.14.2.4传感器
      • 2.14.2.5生物医学
  • 2.15 Stanene/tinene
    • 2.15.1属性
    • 2.15.2应用
      • 2.15.2.1电子学
  • 2.16锑
    • 2.16.1属性
    • 2.16.2应用
  • 2.17硒化铟
    • 2.17.1属性
    • 2.17.2应用
      • 2.17.2.1电子学
  • 2.18层状双氢氧化物(LDH) 85
    • 2.18.1属性
    • 2.18.2应用
      • 2.18.2.1吸附剂
      • 2.18.2.2催化剂85
      • 2.18.2.3传感器
      • 2.18.2.4电极
      • 2.18.2.5阻燃剂
      • 2.18.2.6生物传感器
      • 2.18.2.7组织工程
      • 2.18.2.8抗菌药物
      • 2.18.2.9给药

88(23家公司简介)

4研究方法107

5篇参考文献108

表格一览表

  • 表1。石墨烯的性质,竞争材料的性质,及其应用。12
  • 表2。GO和还原GO的应用。18
  • 表3。石墨烯量子点与半导体量子点的比较。20.
  • 表4。gqd制备方法的优缺点。22
  • 表5所示。石墨烯量子点的应用。23
  • 表6所示。石墨烯量子点在电子学和光子学中的市场和应用。24
  • 表7所示。石墨烯量子点在能量储存和转换中的市场和应用。25
  • 表8所示。石墨烯量子点在传感器中的市场和应用。26
  • 表9所示。石墨烯量子点在生物医学和生命科学中的市场和应用。27
  • 表10。石墨烯量子点在电子领域的市场和应用。28
  • 表11所示。石墨烯量子点的市场和技术挑战。29
  • 表12。石墨烯量子点的价格。30.
  • 表13。石墨烯生产方法的评估。36
  • 表14。2D材料类型。42
  • 表15。石墨烯与其他二维纳米材料的比较分析。42
  • 表16所示。自上而下剥落法生产二维材料的比较。44
  • 表17所示。自底向上合成方法制备二维材料的比较。47
  • 表18。六方氮化硼(h-BN)的性质。49
  • 表19。单层磷烯、石墨烯和二硫化钼的电子和机械性能。64
  • 表20。官能化锗烯的性质与应用。71
  • 表21。gdi基负极材料LIBs和SIBs 74
  • 表22。Stanene的物理和电子性质

数字一览表

  • 图1。石墨烯层结构示意图。11
  • 图2。基于胶布的HOPG微机械解理过程说明。11
  • 图3。石墨和石墨烯。12
  • 图4。石墨烯及其后代:右上:石墨烯;左上:石墨=堆叠石墨烯;右下:纳米管=轧制石墨烯;左下:富勒烯=包裹石墨烯。14
  • 图5。CVD方法的类型。15
  • 图6。从天然石墨开始制造GnPs的示意图。17
  • 图7。绿色荧光石墨烯量子点。19
  • 图8。(a) cqd和(c) gqd示意图。(b) c点和(d) gqd的HRTEM图像显示之字形和扶手椅边缘的组合(位置标记为1-4)。19
  • 图9。石墨烯量子点。22
  • 图10。自上而下和自下而上的石墨烯QD合成方法。22
  • 图12。石墨烯的制备方法。32
  • 图13。TEM显微图:A) HR-CNFs;B) GANF®HR-CNF,可以观察到其高石墨化结构;C) HR-CNF脱带;D)色带细节;E) HR-CNFs的结构方案;F)来自GANF的大型单层氧化石墨烯薄片。33
  • 图14。(a)六元材料科技有限公司石墨烯粉生产线(b)无锡石墨烯薄膜有限公司石墨烯薄膜生产线
  • 图15。石墨烯的主要生产方法示意图。35
  • 图16。基于尺寸的纳米材料结构。39
  • 图17。二维材料原理图。41
  • 图18。机械去角质方法示意图。45
  • 图19所示。液体去角质法示意图
  • 图20。六方氮化硼的结构。48
  • 图21。BN纳米片纺织品的应用。51
  • 图22。Ti3C2Tx结构图。52
  • 图23。二维TMDCs的类型及应用。55
  • 图24。左:二硫化钼(MoS2)。右:二氰钨(WTe2) 56
  • 图25。MoS2的SEM图像。56
  • 图26。具有代表性的MoS2薄膜晶体管的原子力显微镜图像。58
  • 图27所示。二硫化钼(MoS2)薄膜传感器的原理图与沉积的分子创造额外的电荷。59
  • 图28。Borophene示意图。61
  • 图29。黑磷结构。63
  • 图30。黑磷晶体。64
  • 图31所示。具有疏水介质封装的底部门控柔性少层磷晶体管。65
  • 图32:石墨氮化碳。68
  • 图33。石墨烯与C2N-h2D晶体的结构差异:(a)石墨烯;(b) C2N-h2D晶体。资料来源:蔚山国立科学技术学院
  • 图34。锗烯原理图。70
  • 图35。Graphdiyne结构。72
  • 图36。石墨烯晶体原理图。75
  • 图37。二硫化铼单层结构示意图。77
  • 图38。Silicene结构。78
  • 图39。银(111)衬底上的单层硅烯。79
  • 图40。Silicene晶体管。79
  • 图41。stanene的晶体结构。81
  • 图42。Bi2Te3(111)上二维stanene的原子结构模型。82
  • 图43。硒化铟原理图。84
  • 图44。锂铝LDH作为二氧化碳传感器的应用。86
  • 图45。石墨烯膜除湿试验箱。95

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