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基于二硫化钼功能纳米复合材料的制备及其性能研究

目录

第一章绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 二硫化钼 (1)

1.1.1 二硫化钼的结构特点 (1)

1.1.2 二硫化钼的合成方法 (2)

1.1.3 二硫化钼的表面功能化 (3)

1.1.4 二硫化钼的应用 (5)

1.1.4.1 电催化 (5)

1.1.4.2 生物传感 (7)

1.1.4.3 载药 (8)

1.3 金属纳米材料 (9)

1.3.1纳米材料的简介 (9)

1.3.2金属纳米材料的表面增强拉曼特性 (10)

1.3.3金属纳米材料的催化特性 (11)

1.3.4 结构各向异性纳米颗粒的形貌可控合成 (12)

1.3.4.1纳米金形貌的可控合成 (12)

1.3.4.2纳米铂的形貌可控合成 (13)

1.4 本论文研究思路 (14)

第二章形貌可控壳核结构金@铂合金功能化二硫化钼纳米复合材料的制备及其电催化活性研究 (16)

2.1 前言 (16)

2.2 实验部分 (17)

2.2.1 试剂 (17)

2.2.2 仪器 (18)

2.2.3 实验步骤 (18)

2.3 结果与讨论 (20)

2.3.1 Au@Pt/MoS2纳米复合材料的形貌表征 (20)

2.3.1.1 体系中H2PtCl6的浓度变化对Au@Pt/MoS2形貌的影响 (20)

2.3.1.2 反应时间对Au@Pt/MoS2形貌的影响 (21)

2.3.1.3 温度对Au@Pt/MoS2形貌的影响 (22)

2.3.2 Au@Pt/MoS2结构与形貌分析 (22)

2.3.3 Au@Pt/MoS2成分分析 (24)

2.3.4 Au@Pt/MoS2对甲醇的电催化氧化性能研究 (26)

2.4 本章小结 (27)

第三章纳米金功能化二硫化钼纳米复合材料的制备及其表面增强拉曼性能研究 (28)

3.1 前言 (28)

3.2 实验部分 (29)

3.2.1 试剂 (29)

3.2.2 仪器 (29)

3.2.3 实验步骤 (30)

3.3结果与讨论 (30)

3.3.1 MoS2和AuNPs/MoS2形貌表征 (30)

3.3.2 影响AuNPs/MoS2形貌的反应条件 (31)

3.3.3 AuNPs/MoS2形貌与结构分析 (32)

3.3.4 AuNPs/MoS2的光吸收特性和稳定性 (33)

3.3.5 不同条件下合成AuNPs/MoS2作为SERS基底的研究 (34)

3.4 本章小结 (37)

第四章基于金纳米星功能化二硫化钼纳米复合材料表面增强拉曼传感器高灵敏检测三聚氰胺 (38)

4.1 前言 (38)

4.2 实验部分 (39)

4.2.1 试剂 (39)

4.2.2 仪器 (39)

4.2.3 实验步骤 (40)

4.3 结果与讨论 (40)

4.3.1 MoS2、AuNPs/MoS2和AuNSs/MoS2复合材料的形貌表征 (40)

4.3.2 影响AuNSs/MoS2纳米复合材料形貌的因素 (41)

4.3.2.1 PVP对AuNSs/MoS2形貌的影响 (41)

4.3.2.2 HAuCl4对AuNSs/MoS2形貌的影响 (42)

4.3.2.3 AgNO3对AuNSs/MoS2的影响 (43)

4.3.3 AuNSs/MoS2复合材料作为SERS基底的研究 (44)

4.4 本章小结 (45)

第五章总结与展望 (46)

参考文献 (47)

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 (54)

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 (55)

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 (56)

致谢 (57)

南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论

第一章绪论

1.1 引言

过渡金属硫族化合物(Transition metal dichacogenides,简称TMDs)作为一种新型的类石墨烯二维纳米材料,由于其具有丰富的电子、光学、机械和化学性质[1-7],引起人们的广泛关注。作为一类层状的半导体纳米材料,人们把研究重点放在其单层或者少层的纳米片上,这类纳米材料在生物应用、电子器件、催化等领域具有重要的应用价值。近年来,二硫化钼纳米片(MoS2)作为一种代表性的TMDs,在样品制备、光学检测、二维纳米材料功能化处理等方面快速的发展,使其在二维纳米材料应用领域中迅速崛起。

同时,当前光电子、新能源、生物传感等领域对于MoS2纳米材料的性能提出了更高的要求,单一功能的MoS2已经完全无法满足需要,因而发展基于MoS2的复合多功能纳米材料的制备尤为必要。而将贵金属纳米颗粒负载在MoS2纳米片上制备功能纳米复合物,不仅提高了材料本身的性质,而且会赋予材料新的物理化学特性,这种纳米复合物在新能源制备与存储、表面增强拉曼、电化学催化氧化和生物分析等领域中将拥有更广阔的应用前景。

本章综述了MoS2和金属纳米颗粒的特征,总结了国内外有关二硫化钼和金属纳米颗粒在生物分析、表面增强拉曼、燃料电池等方面的研究进展,并对贵金属纳米颗粒功能化MoS2这类新型二维纳米复合材料的应用趋势给予了特别的关注。

1.2 二硫化钼

1.1.1 二硫化钼的结构特点

作为石墨烯的无机类似物,二硫化钼已经引起研究人员的广泛关注。二硫化钼是由S和Mo原子通过S-Mo-S共价键结合形成的稳定片层结构,而块状材料的片层中间通过相对弱的范德华力结合,使之层与层之间可以实现化学离子插层。当二硫化钼从块状剥离成单片层的时候,其电子结构从间接带隙(1.3 eV)跃迁到直接带隙(1.9 eV)(图1.1 b)[8, 9]。一般二硫化钼包含1T、2H和3R多种晶态(图1.1 a)[10]。不同的晶相导致他们的性质各有不同[10, 11],我们可以调控二硫化钼片层单元的数量和晶相结构从而产生不同的分子振动和光学性质,实现不同的应用[6, 12-14]。使其广泛用于催化、传感器和生物检测[14-26]。二硫化钼表层没

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