纳米二硫化钼制备过程中硫源及分散剂的研究

二硫化钼纳米薄片分散液的剥离制备刘陈仁浪;李培真;陈龙;安琪【摘要】文中采用液相超声剥离粉末二硫化钼制备了纳米薄片分散液,通过紫外可见吸收光谱测定分散液的浓度,并探索了超声功率、超声时间以及二硫化钼初始浓度对纳米薄片分散液浓度的影响.实验结果表明,当超声功率为350 W,超声时间为48 h,二硫化钼初始浓度为10 mg/mL时,所制备的纳米薄片分散液浓度可达0.16 mg/mL.在剥离过程中加入聚乙烯吡咯烷酮,可以有效避免由于纳米薄片自身团聚而导致的分散液稳定性差的问题,所得到的二硫化钼纳米薄片分散液可稳定存放超过两个月;同时,PVP的加入可将二硫化钼纳米薄片分散液浓度提高至0.42 mg/mL.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2019(032)004【总页数】4页(P64-67)【关键词】液相超声剥离;二硫化钼;纳米薄片;团聚;聚乙烯吡咯烷酮;稳定性【作者】刘陈仁浪;李培真;陈龙;安琪【作者单位】电子科技大学材料与能源学院,四川成都 610054;电子科技大学材料与能源学院,四川成都 610054;电子科技大学材料与能源学院,四川成都610054;电子科技大学材料与能源学院,四川成都 610054【正文语种】中文【中图分类】TN04;O6-31二维材料(石墨烯[1]、过渡金属硫化物[2-4]和黑磷[5]等)具有优异的电、光、热和机械性能，被广泛应用于电子器件的制造中。

二硫化钼(MoS2)以其丰富的储量、易于层状化和极佳的物理化学性能成为电子材料的研究热点[6-8]。

六方晶系MoS2具有与石墨烯类似的二维层状结构，层内由S-Mo-S三原子层通过较强的共价键结合(厚度仅为0.65 nm)，层间通过较弱的范德华力相互作用，使得MoS2体材料易在外界环境影响下形成薄层结构。

二硫化钼由体材料减薄至单层或少层时，其比表面积增加且不饱和悬挂键增多，使其在气/湿敏传感以及催化析氢领域具有更大的应用潜力[9-11]。

不同形貌纳米二硫化钼的制备、微结构调控及性能研究二硫化钼（MoS₂）是一种典型的过渡型金属硫化物,其晶体结构为六方层状结构,层间通过范德华力结合,层内由共价键结合,层表面存在大量的悬空键。

这种特殊的类石墨烯似的层状结构和独特的物理化学性质,近年来受到了国内外的广泛关注。

作为一种特殊的无机功能材料,材料的性能与它的尺寸、形貌、结构等密切相关。

因此,实现制备与调控二硫化钼的形态和结构,并探讨它们与性能的关系是该领域重要的研究方向之一。

本论文采用水热法合成了三种不同形貌的纳米MoS₂,利用SEM 等微区分析技术系统考察了不同条件对产物MoS₂形貌与结构的影响。

实现了不同形貌MoS₂的微结构调控,并对其形成机理进行了分析与探讨。

在此基础上,以亚甲基蓝模拟废水为对象,分别考察了它们的吸附性能、吸附动力学及电催化降解性能,从而为纳米二硫化钼进一步研究打下了良好的基础。

本论文主要分为以下四个部分。

第一章:绪论部分。

本章在介绍二硫化钼结构和性质的基础上,重点论述了二硫化钼制备方法、应用及国内外的研究进展。

第二章:不同形貌二硫化钼的制备及微结构调控。

在水热体系中分别制备了球花状、环状、花簇状结构二硫化钼。

系统考察了钼硫比、pH值、温度、反应时间、表面活性剂等因素对其微结构的影响。

获得了合成不同形貌二硫化钼最佳条件和微结构调控方法。

第三章:不同形貌二硫化钼的吸附性能研究。

以亚甲基蓝染料模拟废水为吸附对象,对比研究了球花状、环状、花簇状二硫化钼的吸附性能,并利用吸附动力学和热力学理论对二硫化钼的吸附机理进行了初步讨论,探讨了结构与性能的关系。

第四章:负载型纳米MoS₂复合电极的制备、微结构及性能研究。

二硫化钼纳米材料的制备及其光催化性能的研究二硫化钼（MoS2）是一种重要的纳米材料，具有较好的光催化性能。

制备高质量的MoS2纳米材料并研究其光催化性能对于探索其应用潜力具有重要意义。

本文将介绍MoS2纳米材料的制备方法，并对其光催化性能进行研究。

MoS2纳米材料的制备方法通常包括两种主要方法：化学气相沉积法和氧化物扩散法。

化学气相沉积法是一种常用的制备MoS2纳米材料的方法。

在实验过程中，首先将硫化钼（MoS2）和硫脲（CS(NH2)2）作为前驱体在高温环境中反应，形成MoS2纳米材料。

反应温度通常在500-900℃之间，反应时间为数小时。

通过控制反应参数，可以得到不同尺寸和形态的MoS2纳米材料。

氧化物扩散法也是一种常见的制备MoS2纳米材料的方法。

该方法主要通过蒸发、热分解和扩散等过程来制备MoS2纳米材料。

首先将硼硝酸钠和硫代硫酸钠溶液混合，在高温条件下蒸发结晶，形成硫酸镁纳米颗粒。

然后，在高温条件下，将硫酸镁纳米颗粒与硼硝酸钠共同加热，经过热分解反应，生成MoS2纳米材料。

通过控制反应温度和时间，可以调控MoS2纳米材料的尺寸和形貌。

MoS2纳米材料的光催化性能依赖于其能带结构和表面特性。

MoS2是一种典型的层状二维材料，具有较大的比表面积和特殊的光电性能。

MoS2的带隙通常在1-2 eV之间，能够吸收可见光和近红外光。

在光照条件下，MoS2可以通过光吸收激发电子，形成光生电子-空穴对。

这些电子-空穴对可以参与光催化反应，从而实现对有机物降解、水分解和制备其它功能材料的目的。

对于MoS2纳米材料的光催化性能研究，一般采用Rhodamine B （RhB）作为模型有机物进行降解实验。

实验证明，MoS2纳米材料对RhB具有良好的光催化降解活性。

通过调节MoS2纳米材料的形貌、尺寸和结构等，可以进一步提高其光催化性能。

此外，还可以利用MoS2纳米材料在光催化反应中的载流子传输特性，构建MoS2与其它光催化材料之间的复合体系，从而提高光催化性能。

纳米结构二硫化钼的制备及其应用纳米结构二硫化钼（MoS2）是一种具有优异性能和广泛应用前景的二维材料。

它具有优异的电子、磁学和光学性能，因此在能量存储、光电器件、催化剂等领域有着重要的应用。

本文将介绍纳米结构二硫化钼的制备方法以及其在不同领域的应用。

纳米结构二硫化钼的制备方法主要可以分为物理法和化学法两种。

物理法包括机械剥离法、化学气相沉积法等；化学法包括溶剂热法、水热法、氢气热解法等。

其中，机械剥离法是一种通过机械剥离的方式将二硫化钼从大块的晶体材料中剥离出来得到纳米结构的方法，该方法操作简单，但产率低；化学气相沉积法通过在高温下将金属蒸气和硫化物气氛反应得到纳米结构的二硫化钼，该方法适用于制备纳米薄膜，但设备复杂，成本高。

溶剂热法是一种将硫化物和金属盐溶解在有机溶剂中，在高温条件下进行反应制备纳米结构的方法，该方法操作简单，但控制精度低。

水热法是通过在高温高压水溶液中加入硫化物和金属盐，进行水热反应制备纳米结构，该方法操作简单，但产物的形貌和尺寸难以控制。

氢气热解法是一种通过在高温下将金属硫化物与氢反应得到纳米结构的二硫化钼，该方法操作简单，优势是产物纯度高，但反应时间长。

纳米结构二硫化钼在能源存储领域有着重要的应用。

它可以作为电容器的电极材料，具有高比电容和长循环寿命的特点。

另外，纳米结构二硫化钼也被广泛应用于锂离子电池和钠离子电池的负极材料，因其特殊的层状结构可以提供更多的储能位置，从而提高能量密度和循环寿命。

在光电器件方面，纳米结构二硫化钼的应用潜力巨大。

它具有较高的载流子迁移率和较大的光吸收系数，可以用作光电转换材料，例如太阳能电池和光电探测器。

此外，纳米结构二硫化钼还可以作为电容器的隔离层材料，利用其与金属基底之间的能带垒来改善器件的性能。

此外，纳米结构二硫化钼还具有优异的催化性能。

它可以作为催化剂用于氢化反应、氧化反应、还原反应等。

由于其二维结构具有丰富的活性位点和大的比表面积，纳米结构二硫化钼在催化领域具有广泛的应用前景。