MoO_2论文:二氧化钼纳米材料的制备及电化学性能研究
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第1章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义从刀耕火种的原始社会到科技发展日新月异的今天,人类的生存及发展都与能源的消耗息息相关。
能源是人类社会发展的基础,也是限制社会发展的重要因素。
随着煤、石油、天然气等化石能源的急剧消耗,探索新能源已经迫在眉睫。
为了人类社会的可持续发展,各国都在大力开发可再生能源,以最大限度地减少有害物质和温室气体排放,从而实现能源生产和消费的高效、低碳、清洁发展。
近年兴起的太阳能、风能、核能等可再生能源又存在随着地域和时间等变化而涨幅不定等诸多问题。
因此探索稳定且可直接为人所用的电能或燃料能源已成为人们迫切需要解决的问题[1]。
图1-1 清洁能源的利用氢气,作为一种高效、洁净无污染的能源,在地球上有丰富的储备,且制备方法多种多样。
这些优点足够让它成为继化石能源后,人们所依赖的最重要的能源之一[2]。
要想发展氢气这种清洁能源,制氢当然是第一个需要解决的问题。
制氢的方法大概分为两大类,即化石燃料制氢和可再生能源制氢。
而使用化石燃料制氢过程中会不可避免地产生二氧化碳等温室气体。
因此使用清洁方式制氢便成为了科学家们研究的瓶颈。
众所周知水中含有大量的氢元素,通过电解水制取氢气是实现氢气量产的有效途径[3]。
作为析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)的催化剂,贵金属Pt具备极低的过电压和高效的催化活性,被广泛应用于HER中。
但因Pt的资源稀缺性和高昂价格,开发高性能低成本的HER催化剂仍然具有相当大的挑战性。
寻找一种替代贵金属的优良催化剂是解决该问题的最好途径。
近年来科学家们将目光聚焦在过渡金属催化性能的研究上,过渡金属的纳米材料如锰、钴、镍、钼等均表现出一定的析氢反应催化性能[4]。
其中,MoS2因其具有类石墨烯的二维结构而备受关注。
MoS2具有近似贵金属铂的氢吸附自由能,表现了优异的催化析氢性能,且MoS2资源丰富、价格低廉、是潜在的高效制氢催化剂。
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。
第1章MoS2材料的制备及催化性能研究3.1 引言本章主要从理论和实验两个方面对MoS2电催化剂进行研究,具体研究内容如下:(1)通过基于密度泛函理论的第一性原理对MoS2模型进行计算,探究MoS2的不同位置对氢原子的结合能力。
(2)通过液相剥离法制备了尺寸不同的MoS2纳米片,详细介绍了其制备工艺,并对其形貌表征及电化学性能进行分析。
(3)通过水热法制备了花状MoS2纳米材料,介绍了这种材料的制备方法,利用TEM、XPS等手段对其结构、成分进行分析。
利用LSV和CV法对其电化学性能进行分析。
3.2 理论模型及计算方法MoS2具有类石墨烯的二维结构,其基本结构层为Mo-S-Mo,层内原子以共价键相互作用,层之间以较弱的范德华力相互作用。
这种特殊结构使MoS2较容易被剥离,形成少层甚至单层的MoS2纳米材料。
这种材料在电化学析氢反应中表现出较好的催化活性,为了研究MoS2催化析氢反应的活性位点。
从而制备具有良好催化性能的催化剂,本课题首先应用了基于密度泛函理论的计算方法,在Material Studio软件中建立单层MoS2结构模型。
3.2.1 Materials Studio仿真软件介绍Materials Studio为美国Accelrys公司开发的一款软件,在该软件中可以搭建分子、晶体及高分子材料结构模型,并对这些材料进行相关性质的计算与预测。
被广泛应用于催化剂、化学反应、固体物理等材料领域。
Materials Studio软件包含多种算法模块,其中Visualizer为建模模块的核心,包含如Castep、DMol3、Discover、Amporphous、COMPASS等多个计算和分析模块。
本文主要利用CASTEP模块来完成计算和分析。
Castep模块中包含LDA 及GGA两种交换关联函数近似方法,在该模块下通过建立单层MoS2分子模型计算其对氢原子的吸附能力,从而确定MoS2的电催化析氢反应活性位点。
不同Mo含量的MoS2纳米片材料的制备与性能研究MoS2纳米片是一种以钼硫化物为主要成分的二维材料,具有优异的电学、光学和力学性能,是一种非常重要的纳米材料之一。
目前,制备MoS2纳米片的方法主要有化学气相沉积、机械剥离等。
其中,化学气相沉积法是制备MoS2纳米片的主要方法之一,也是目前获得高质量MoS2纳米片的有效方法。
本文将重点介绍不同Mo含量的MoS2纳米片材料的制备与性能研究。
1. MoS2纳米片的制备方法1.1 化学气相沉积法制备MoS2纳米片化学气相沉积法是制备MoS2纳米片的一种重要方法,它主要是通过在高温下让金属硫化物分解,使得硫和金属分离,从而在衬底上形成MoS2纳米片。
在该方法中,通常使用的气体有氢气和硫化氢,而衬底则可以是石墨、石英等。
在制备MoS2纳米片的过程中,MoS2的质量和薄度都受到Mo含量的影响。
当MoS2的Mo含量较高时,其晶格常数和堆积状态会发生改变,进而影响了其薄片的性能。
因此,制备的MoS2纳米片应该根据实际需要控制不同Mo含量,以得到目标化学性质和力学性质。
1.2 机械剥离法制备MoS2纳米片机械剥离法是另一种目前广泛应用于MoS2纳米片的制备方法。
这种方法通常是通过把大块MoS2材料用胶带或者三明治电子显微镜图像分解成单层或多层纳米片,然后用电镜等进行表征和检测。
由于这种方法可以通过控制剥离时的强度来制备不同厚度的单层和多层MoS2纳米片,因此成为了一种重要的制备方法。
与化学气相沉积方法相比,机械剥离法具有简单快捷,不需要昂贵的仪器设备等优点。
但是,该方法存在缺点是其薄片的尺寸、厚度和质量控制不如化学气相沉积法。
2. 不同Mo含量的MoS2纳米片材料的性能研究2.1 Mo含量对MoS2纳米片结构和电学性能的影响研究表明,Mo含量对MoS2纳米片的晶格常数、电学性能起着重要的影响。
当Mo含量较高时,MoS2晶格的常数会发生改变,从而影响其电学性能。
此外,高Mo含量的MoS2纳米片还可以对气体传感起到优异的响应,因此具有潜在的传感应用前景。
氧化钼纳米结构的调控与电化学性能研究氧化钼纳米结构的调控与电化学性能研究导言:纳米材料的研究已经成为当前材料科学领域的热点之一。
纳米材料的特殊结构与性能使其在能源领域、催化化学等方面展示出良好的应用前景。
氧化钼 (MoO3) 是一种重要的纳米材料,具有良好的光学、电学性能和优异的催化活性,因此引起了广泛的研究兴趣。
一、氧化钼纳米结构的制备方法目前,研究人员已经开发出多种方法来制备氧化钼纳米结构。
常见的方法包括溶剂热法、水热法、热分解法、化学气相沉积法等。
这些方法使得我们可以控制纳米材料的形貌、尺寸和晶相,从而调控其光学、电学和催化性能。
二、氧化钼纳米结构的形貌调控通过不同的制备方法,可以得到不同形貌的氧化钼纳米结构。
研究表明,纳米结构的形貌对于氧化钼的电化学性能有着重要的影响。
例如,以片状结构为例,相比于球形纳米颗粒,片状结构具有更大的表面积,因此对于催化反应具有更高的活性。
此外,调控氧化钼纳米结构的形貌还可以改变其光学性能,例如增强荧光强度或扩展吸收光谱范围。
三、氧化钼纳米结构的电化学性能氧化钼纳米结构在电化学领域展示出优异的性能。
以电池为例,氧化钼纳米材料被广泛应用于锂离子电池、超级电容器和锂硫电池等能源存储装置中。
研究表明,调控氧化钼纳米结构的形貌可以改变其电子传输性质,从而影响电池的容量和循环性能。
此外,氧化钼纳米结构还具有优异的催化性能,可以应用于电催化水分解、氢气产生和氧还原反应等。
四、氧化钼纳米结构的应用前景由于氧化钼纳米结构优异的性能,其在能源存储、催化化学、光电子学等领域具有广阔的应用前景。
例如,在太阳能电池中,使用氧化钼纳米结构作为光敏材料可以提高光电转换效率。
此外,氧化钼纳米结构还可以应用于传感器、场发射器件等新型材料和器件中。
结论:通过调控氧化钼纳米结构的制备方法和形貌,可以实现对其性能的调控。
目前,研究人员已经取得了不少进展,并发现了一些新的物性现象。
然而,氧化钼纳米结构的制备和性能研究仍然存在一些挑战,例如结构的可控性、性能的稳定性等。
《液相剥离天然辉钼矿制备纳米二硫化钼及其光电催化性能研究》篇一摘要:本研究通过液相剥离法从天然辉钼矿中成功制备出纳米二硫化钼(MoS2),并对其光电催化性能进行了深入研究。
首先,我们详细介绍了液相剥离法的实验原理和操作步骤。
接着,我们通过实验结果分析了所制备的MoS2纳米材料的结构、形貌和尺寸等特性。
最后,我们评估了MoS2纳米材料在光电催化领域的应用潜力,并探讨了其可能的未来发展方向。
一、引言随着纳米科技的飞速发展,二维材料因其独特的物理和化学性质在光电催化领域展现出巨大的应用潜力。
其中,二硫化钼(MoS2)因其优良的电子结构和良好的化学稳定性,成为一种备受关注的光电催化材料。
天然辉钼矿是一种富含钼元素的矿石,是制备MoS2的重要原料。
本研究采用液相剥离法从天然辉钼矿中制备MoS2纳米材料,并对其光电催化性能进行深入研究。
二、实验方法1. 材料与设备实验所需材料包括天然辉钼矿、溶剂、表面活性剂等。
实验设备包括超声波细胞粉碎机、离心机、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等。
2. 液相剥离法制备MoS2将天然辉钼矿与溶剂、表面活性剂混合,在超声波细胞粉碎机中进行液相剥离,得到MoS2纳米片。
然后通过离心、洗涤等步骤,得到纯净的MoS2纳米材料。
3. 结构与形貌分析利用SEM、TEM和XRD等手段对所制备的MoS2纳米材料进行结构与形貌分析,了解其尺寸、形貌、结晶度等特性。
三、结果与讨论1. 结构与形貌通过SEM和TEM观察,所制备的MoS2纳米片具有典型的层状结构,呈现出均匀的尺寸和形貌。
XRD分析结果表明,所制备的MoS2具有良好的结晶度,与标准谱图吻合。
2. 光电催化性能我们将所制备的MoS2纳米材料应用于光电催化领域,对其光吸收性能、光生载流子分离效率、电化学性能等方面进行了研究。
实验结果表明,MoS2纳米材料具有良好的光吸收性能和光生载流子分离效率,有利于提高光电催化反应的效率。
《液相剥离天然辉钼矿制备纳米二硫化钼及其光电催化性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展,二维纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。
其中,二硫化钼(MoS2)作为一种典型的过渡金属二硫化物,在光电器件、能源储存、催化等领域中发挥着重要作用。
而天然辉钼矿作为二硫化钼的主要来源之一,其高效、环保的制备方法一直是科研人员关注的焦点。
本文提出了一种液相剥离天然辉钼矿制备纳米二硫化钼的方法,并对其光电催化性能进行了深入研究。
二、液相剥离天然辉钼矿制备纳米二硫化钼1. 材料与方法本实验采用液相剥离法,以天然辉钼矿为原料,通过化学剥离的方式得到纳米二硫化钼。
具体步骤包括:首先对辉钼矿进行粉碎、筛选和预处理,然后在特定的溶液中进行化学剥离,得到MoS2纳米片。
最后,通过离心、洗涤等步骤,获得纯净的MoS2纳米片。
2. 制备过程与机理分析液相剥离过程中,通过调节溶液的pH值、温度、剥离时间等参数,实现对MoS2纳米片的尺寸和形貌的控制。
同时,通过分析辉钼矿的化学成分、晶体结构等特性,揭示了液相剥离的机理。
结果表明,液相剥离法能够有效地将辉钼矿剥离成单层或少数几层的MoS2纳米片。
三、纳米二硫化钼的光电催化性能研究1. 光电性能测试通过对制备的MoS2纳米片进行光吸收、光电流测试等手段,研究其光电性能。
结果表明,MoS2纳米片具有优异的光吸收性能和光电流响应,显示出良好的光电催化潜力。
2. 催化性能测试以典型的光电催化反应为例,如光解水制氢等,研究MoS2纳米片的催化性能。
结果表明,MoS2纳米片在光电催化反应中表现出良好的催化活性和稳定性。
通过与其它催化剂的比较,进一步证明了MoS2纳米片在光电催化领域的优越性。
四、结论本文成功通过液相剥离法制备了纳米二硫化钼,并对其光电催化性能进行了深入研究。
结果表明,液相剥离法能够有效地将天然辉钼矿剥离成单层或少数几层的MoS2纳米片,具有优异的光电性能和良好的催化活性。
ZnO@MoO_(2)纳米材料的制备及其电化学性能
毛贵才;谢颖
【期刊名称】《黑龙江大学工程学报》
【年(卷),期】2022(13)2
【摘要】开发高比容量、高安全性和长循环寿命的负极材料是锂离子电池领域内的一个重要研究方向。
采用水热和溶剂蒸干法成功地制备了具有不同ZnO包覆量的MoO_(2)纳米材料。
电化学测试的结果表明:包覆层的引入有效地提升了电极材料的比容量和锂离子扩散动力学特性,并明显地降低了材料的电荷转移电阻。
ZnO-MO-3样品在84、840 mA·g^(-1)的电流密度下的充放电比容量分别达到了723.3/754.5、588.7/592.8 mA h·g^(-1)。
【总页数】6页(P28-33)
【作者】毛贵才;谢颖
【作者单位】黑龙江大学化学化工与材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
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第1章MoS2材料的制备及催化性能研究3.1 引言本章主要从理论和实验两个方面对MoS2电催化剂进行研究,具体研究内容如下:(1)通过基于密度泛函理论的第一性原理对MoS2模型进行计算,探究MoS2的不同位置对氢原子的结合能力。
(2)通过液相剥离法制备了尺寸不同的MoS2纳米片,详细介绍了其制备工艺,并对其形貌表征及电化学性能进行分析。
(3)通过水热法制备了花状MoS2纳米材料,介绍了这种材料的制备方法,利用TEM、XPS等手段对其结构、成分进行分析。
利用LSV和CV法对其电化学性能进行分析。
3.2 理论模型及计算方法MoS2具有类石墨烯的二维结构,其基本结构层为Mo-S-Mo,层内原子以共价键相互作用,层之间以较弱的范德华力相互作用。
这种特殊结构使MoS2较容易被剥离,形成少层甚至单层的MoS2纳米材料。
这种材料在电化学析氢反应中表现出较好的催化活性,为了研究MoS2催化析氢反应的活性位点。
从而制备具有良好催化性能的催化剂,本课题首先应用了基于密度泛函理论的计算方法,在Material Studio软件中建立单层MoS2结构模型。
3.2.1 Materials Studio仿真软件介绍Materials Studio为美国Accelrys公司开发的一款软件,在该软件中可以搭建分子、晶体及高分子材料结构模型,并对这些材料进行相关性质的计算与预测。
被广泛应用于催化剂、化学反应、固体物理等材料领域。
Materials Studio软件包含多种算法模块,其中Visualizer为建模模块的核心,包含如Castep、DMol3、Discover、Amporphous、COMPASS等多个计算和分析模块。
本文主要利用CASTEP模块来完成计算和分析。
Castep模块中包含LDA 及GGA两种交换关联函数近似方法,在该模块下通过建立单层MoS2分子模型计算其对氢原子的吸附能力,从而确定MoS2的电催化析氢反应活性位点。
不同形貌MoS_2纳米材料的制备及其电化学性能二维(2D)过渡金属二硫属化物(TMDs)由于其特殊的物理化学性能近期引起了广泛关注。
作为TMDs家族中的一员,MoS2具有典型的六方结构,其层内以强化学键相连接,层与层之间以弱范德华力相结合。
当MoS2从体相材料转变成纳米材料时,会显示出独特的电子、光学性质和优异的催化性能。
由于MoS2结构的各向异性,不同结构和形貌对其性能有着显著的影响。
因此,发展MoS2的制备方法,制备出不同结构和形貌的MoS2纳米材料及MoS2基复合材料是丰富该材料在各个领域应用的关键。
基于以上原因,本论文制备了具有不同形貌和结构的MoS2纳米材料以及通过引入高电导率的石墨烯制备了MoS2基复合材料,提高MoS2负极材料的电化学性能,并揭示MoS2结构和形貌对其电化学性能的影响。
首先,采用一锅溶剂热反应法制备了无定形MoS2,利用不同的模板剂制备了MoS2纳米球和MoS2纳米花,进一步尝试不添加任何模板剂和表面活性剂,通过简单的溶剂热反应成功制备了MoS2纳米棒。
随后,合成出一种单源有机前体,通过控制热解温度可控制备了不同层数的类石墨烯结构MoS2。
再利用该前体与氧化石墨(GO)通过原位合成法制备了类石墨烯结构MoS2纳米墙/石墨烯(GL-MoS2/rGO)纳米复合材料,最后研究了所得材料的电化学性能。
论文的主要研究工作如下:(1)采用一锅溶剂热法制备了无定形MoS2纳米材料,结果显示,无定形MoS2都是以少层MoS2堆积形式存在,层数少于4层。
随后采用模板法,分别以吡咯烷和己二胺为模板剂制备了具有独特形貌的MoS2纳米花和MoS2纳米球。
MoS2纳米花和MoS2纳米球尺寸均一,MoS2纳米花的平均直径约为300 nm, MoS2纳米球的平均直径约为800nm,两种样品中褶皱的MoS2纳米片层数为5-10层。
随后,在不添加任何表面活性剂和模板剂的条件下,成功制备了一维结构的MoS2纳米棒,宽度约为300-500 nm。
二氧化钼及其复合材料的制备与电催化制氢性能的研究共3篇二氧化钼及其复合材料的制备与电催化制氢性能的研究1二氧化钼及其复合材料的制备与电催化制氢性能的研究近年来,氢能作为清洁能源备受瞩目,其制备方法也逐渐多样化。
其中,电催化制氢技术具有高效、可控、环保等优点,对于氢能的进一步开发利用,具有重要的意义。
二氧化钼是一种广泛应用的过渡金属氧化物,其在电催化制氢方面也有广泛的应用。
为了提高二氧化钼的电催化制氢性能,研究人员将其与其他材料进行复合。
下面将介绍二氧化钼及其复合材料的制备方法和电催化制氢性能研究进展。
一、二氧化钼的制备方法1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的化学合成方法。
通常是通过水解金属硝酸盐制备金属氧化物。
该方法具有成本低、操作简便、借助模板可控制形貌等优点。
2.热分解法热分解法是一种基于热分解金属有机物的方法。
通过处理金属有机物,生成金属氧化物。
该方法成本较低,易于扩展和自动化。
3.水热法水热法可以在高温高压下合成晶体材料。
简单易行,可控性较好,经济实惠。
二、二氧化钼复合材料的制备方法1.碳材料复合研究表明,引入碳材料可以提高二氧化钼的电催化性能。
常见的碳材料包括碳纳米管、石墨烯等。
将碳材料与二氧化钼复合,可以通过增加可导性、加快电荷转移速率等方式提高其电催化性能。
2.金属氧化物复合金属氧化物的电催化性能与二氧化钼相差不大。
因此,将二氧化钼与其他金属氧化物进行复合,可以显著增强其电催化活性。
3.生物质复合生物质是一种廉价、可再生的资源,其与二氧化钼复合,可以提高材料的结构稳定性、增加表面积等。
三、二氧化钼复合材料的电催化制氢性能研究当前,研究人员主要从以下角度研究二氧化钼复合材料的电催化制氢性能:1.电催化活性研究表明,复合材料的电催化活性与其基础材料结构、检测条件等有关。
因此,在制备材料时,需要通过优化条件,控制复合材料的结构,从而提高其电催化活性。
2.稳定性电催化制氢过程中,材料可能会发生析氢、金属离子释放等不良反应,导致材料失去使用价值。
二氧化钼纳米结构的制备及其光学性能研究二氧化钼(MoO2)是一种具有优异物理和化学性质的过渡金属氧化物材料,广泛应用于电、光学、催化和能源等领域。
近年来,人们对MoO2纳米结构的制备及其光学性能进行了广泛的研究。
本文就针对这一主题进行探讨。
一、二氧化钼纳米结构的制备方法1.气相合成法气相合成法是一种通过在高温条件下分解蒸汽相前驱体制备MoO2纳米结构的方法。
该方法具有制备工艺简单、产品粒度均匀以及纯度高等优点。
2.水热法水热法是一种利用水热反应合成MoO2纳米结构的方法。
在水热反应过程中,MoO2纳米晶体可以通过控制反应时间、反应温度和配比来实现结构的可控制备。
3.溶液法溶液法是一种通过将MoO2前驱体与溶液混合反应,然后再进行高温热处理获得纳米结构的方法。
该方法具有操作简单、效率高等优点。
二、二氧化钼纳米结构的光学性能研究1.光吸收性能研究发现,二氧化钼纳米结构具有强烈的吸收和反射光线的能力。
根据气相法制备的MoO2纳米结构研究发现,其吸收率与其晶粒尺寸、晶粒形态、晶面存在的缺陷和杂质等因素有关。
2.光导性能除了光吸收性能,MoO2纳米结构还具有良好的光导性能。
根据实验结果,MoO2纳米线和纳米细片的光导性能分别比普通MoO2晶体提高了三个数量级和一个数量级。
3.光催化性能MoO2纳米结构还具有良好的光催化性能,能够催化一些有机物质的降解,这是其应用于环境清洁和废水处理等方面的重要应用之一。
三、结论通过对二氧化钼纳米结构的制备方法和光学性能研究,我们发现,该材料具有众多的独特物理和化学性质,可以广泛应用在电子、光学、催化和环境保护等领域。
然而,目前有关二氧化钼纳米结构的研究还有待深入和完善,需要进一步发掘其在实际应用中的潜力。
第42卷第2期青岛科技大学学报(自然科学版)2021年4月Journal of Qingdao University of Science and Tcchnology(Natural Science Edition)Vol..2No. Apr.2021文章编号:1672-6987(2021)02-0042-09;DOI:10.16351/j.1672-6987.2021.02.006二氧化钼杂化纳米探针的构建及性能何鹏,韩文豪,毕成,牛淑妍(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042)摘要:M o O2纳米颗粒作为一种过渡金属氧化物,具有较强的LSPR效应。
为了充分发挥其光热和拉曼增强作用,合成了M o O2掺杂的聚多巴胺纳米材料,并在聚多巴胺粒子的表面原位还原上铂纳米颗粒得到最终的MoO2@PDA@Pt.杂化纳米粒子(MPDPs).将具有等离子激元效应的MoO2、PDA和Pt粒子集成到单元中,不仅有利于高效的光热转换,而且有利于SERS的信号增强。
所制备的复合材料不仅表现出优异的SERS性能和产氧性能,还可作为无损光热治疗(PTT)的重要候选药物。
因此,开发具有高光热转换效率的纳米材料在肿瘤的光热治疗中具有重要意义。
关键词:二氧化钼;纳米探针;表面增强拉曼散射;光热疗法中图分类号:O657.3文献标志码:A引用格式:何鹏,韩文豪,毕成,等.二氧化钼杂化纳米探针的构建及性能青岛科技大学学报(自然科学版),2021,42(2):4250.HE Peng,HAN Wenhao,BI Cheng,et al.Construction and properties of molybdenum dioxide hybrid nanoprobe[j]Journal of Qingdao University of Science and Technology(Natural Science Edition),2021,42(2):42-50.Construction and Properties of Molybdenum Dioxide Hybrid NanoprobeHE Peng,HAN Wenhao,BI Cheng,NIU Shuyan(College of Chemistry and Molecular Engineering,Qingdao University of Science and Technology.Qingdao266042,China)Abstract:A MoO2doped polydopamine(PDA)SERS nanoprobe has been designed as the bifunctional theranostic platform for SERS and photothermal therapy.In this theranostic system,the M o O2nanoparticles were encapsulated into the PDA bioinert,shell,with in situ synthesized Pt nanoparticles(PtNPs).MoO2served as the SERS—active and photothermal substrate due to its built-in plasmon effect,and NIR photothermal capacity,while the PDA coating endowed the nanoprobes with good stability and biocompatibility.The MoO2@ PDA@Pt nanoparticles(MPDPs)could be applied to targeted detection and SERS imaging and produced oxygen.Moreover,it.showed good photothermal performance.The excellent, properties of MPDPs would make it.a potential tool for in situ diagnosis and noninvasive treatmentofcancerce l s.Key words:MoO2;nanoprobe;surface enhanced Raman scattering;photo-thermal therapy借助于局部表面等离子体共振(LSPR)技术[1],纳米材料可以有效地聚集和放大共振激发下其表面收稿日期:2020-05-08基金项目:国家自然科学基金项目(21505082,1705086);山东省高校科技计划项目(J16LC10).作者简介:何鹏(1979—).女.副教授.第2 期何鹏等:二氧化钼杂化纳米探针的构建及性能43附近的入射光[23]。
二氧化钼制备
二氧化钼,这可真是个神奇的东西啊!你知道它是怎么制备出来的吗?
先来说说它的重要性吧,二氧化钼在很多领域都有着至关重要的作用呢,就好像是一把万能钥匙,能打开好多扇门。
要制备二氧化钼,那可得有一套严谨的流程。
就像是一场精心编排的舞蹈,每一个步骤都要恰到好处。
通常呢,会采用一些特定的方法。
比如从含钼的化合物出发,通过一系列化学反应让它逐渐转化为二氧化钼。
这过程可不简单啊,就像培育一朵珍贵的花朵,需要耐心和细心。
在这个过程中,温度、压力、反应时间等等因素都得精确控制,稍有偏差可能就达不到理想的效果了。
这多像走钢丝啊,必须得保持平衡!研究人员们就像是技艺高超的杂技演员,在这些复杂的条件中展现着他们的智慧和技巧。
有时候我就在想,要是没有这些科研人员的努力和探索,我们怎么能拥有这么好的材料呢?他们真的太了不起了!
而且啊,制备二氧化钼的方法也在不断地改进和创新呢。
随着科技的发展,新的技术和思路不断涌现,就像一股清泉不断注入这个领域。
这难道不令人兴奋吗?
再看看二氧化钼制备出来后的应用,那更是广泛得让人惊叹!在电子行业、化工行业,甚至在一些新兴的领域都有着它的身影。
它就像是一个默默无闻的英雄,在背后支撑着很多重要的产业。
总之,二氧化钼的制备是一个充满挑战和机遇的过程。
它需要科研人员们的智慧和努力,也需要不断的探索和创新。
我相信,随着时间的推移,我们对二氧化钼的制备会有更深入的了解,它也会在更多的领域发挥更大的作用。
难道不是吗?。
《液相剥离天然辉钼矿制备纳米二硫化钼及其光电催化性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展,二维纳米材料因其独特的物理和化学性质在诸多领域得到了广泛应用。
其中,二硫化钼(MoS2)作为过渡金属二硫化物的一员,具有较高的化学稳定性和优异的电子传输性能,已成为光电催化领域的明星材料。
近年来,如何高效、环保地制备高质量的MoS2成为了研究的热点。
本文以天然辉钼矿为原料,采用液相剥离法进行纳米MoS2的制备,并对其光电催化性能进行研究。
二、材料与方法1. 材料本实验采用天然辉钼矿作为原料,其他试剂如溶剂、表面活性剂等均为市售分析纯。
2. 液相剥离法制备纳米MoS2(1)将天然辉钼矿进行破碎、研磨至一定粒度;(2)将研磨后的辉钼矿粉末加入溶剂中,进行超声波处理;(3)加入表面活性剂,进一步利用高速剪切力对溶液进行剥离处理;(4)离心分离出纳米MoS2,并进行多次清洗和干燥。
3. 光电催化性能测试(1)利用紫外-可见光谱仪测试样品的吸收光谱;(2)通过电化学工作站测试样品的电化学性能;(3)在模拟太阳光条件下,测试样品的光电催化性能。
三、结果与讨论1. 纳米MoS2的制备与表征通过液相剥离法成功制备了纳米MoS2。
通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现制备的MoS2具有较好的分散性和均匀的尺寸。
通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱分析,证实了MoS2的成功制备和晶体结构。
2. 光电催化性能研究(1)吸收光谱分析:通过紫外-可见光谱测试发现,制备的纳米MoS2具有较好的光吸收性能,对可见光有较强响应。
(2)电化学性能测试:在电化学工作站上进行循环伏安测试,发现MoS2具有较高的电导率和较好的电化学稳定性。
(3)光电催化性能测试:在模拟太阳光照射下,MoS2表现出优异的光电催化性能,对某些有机物的降解效率较高。
同时,MoS2还具有较好的循环稳定性和重复利用性。
四、结论本文以天然辉钼矿为原料,采用液相剥离法制备了纳米MoS2。
MoO2基材料的导电与电化学性质研究的开题报告
一、选题背景与意义:
MoO2材料是一种具有重要应用价值的二维过渡金属氧化物材料,具有较高的导电性、优异的光学、力学和热学性质等特性。
近年来,MoO2材料在锂离子电池、光电催化、电解水制氢等领域均有广泛的应用和研究。
其中,MoO2材料的导电和电化学性质是影响其电化学性能的重要因素。
因此,对MoO2材料的导电与电化学性质进行研究,有利于深入了解其电化学反应机制,有助于优化MoO2材料的电化学性能,进一步促进其在能源存储和转换等领域的应用。
二、研究内容和方法:
1.研究内容
本文主要研究MoO2基材料的导电和电化学性质,包括其电导率、电化学循环稳定性、充放电性能等方面。
2.研究方法
利用化学合成法制备MoO2纳米片,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对其形貌和结构进行表征;采用电化学工作站测试MoO2纳米片的电导率、充放电循环性能、电化学催化性能等。
三、预期结果和研究意义:
本文旨在研究MoO2材料的导电性质和电化学性能,通过对其结构与性能的分析,进一步探究其电化学反应机理,并为其在能源存储和转换等方面的应用提供理论基础和实验指导。
预计研究结果能够为制备高性能的MoO2基电化学储能材料提供参考。
诚信书本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。
论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:年月日摘要层状过渡金属硫化物具有独特的物理化学性质、光电性质和较强的载流子迁移率,而一些重要的催化反应如加氢脱硫、析氢反应、氧化还原反应等在这些层状材料的边缘部分具有更强的反应活性,因此这类层状材料在场效应晶体管、光电检测器、光伏电池、发光二极管、催化等方面具有广阔的应用前景。
研究发现,在众多过渡金属硫属化物中,MoSe2有比较多的活性边缘,且其高性能析氢反应(HER)活性也较强。
静电纺丝法制备的纳米级纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、吸附性能好等优点。
本文先利用静电纺丝法制备出PAN纳米纤维膜,然后碳化成碳纳米纤维,之后用化学气相沉积法生成MoSe2同时将其负载到碳纳米纤维上,成功制备出MoSe2/碳纳米纤维杂化材料。
利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等对MoSe2/CNFs杂化材料进行表征。
由SEM分析可以看出片状的MoSe2成功负载到了碳纳米纤维上。
由TEM 分析可以看出,负载到碳纳米纤维上的片状的MoSe2大多为三角形,尺寸大约为200 nm-250 nm。
由XPS分析可以证实MoSe2负载到了碳纳米纤维上,说明成功制备出MoSe2/碳纳米纤维杂化材料。
电化学测试结果表明MoSe2/碳纳米纤维杂化材料的析氢过电位为-116 mV,塔菲尔斜率为130 mV/decade,说明MoSe2/碳纳米纤维杂化材料具有一定的电化学活性,可以用于析氢反应。
关键词:静电纺丝;化学气相沉积;MoSe2/CNFs杂化材料;电化学AbstractLayered transition metal sulfides have unique physical and chemical properties, optical properties and strong sulfur carrier mobility, and some important catalytic reactions such as hydrodesulfurization, hydrogen evolution reaction, oxidation red- uction reactions at the edge of these layered materials section having a stronger reactivity, and therefore such layered materials has broad application prospects in the field-effect transistors, photodetectors, photovoltaic cells, light-emitting diodes, and catalysis. The study found that in the lots of transition metal chalcogenides, MoSe2 has more active edges, and its high-performance hydrogen evolution reaction (HER) activity was strong.Nanofiber membrane prepared by electrostatic spinning method having a large surface area, porosity, good adsorption performance. This article first prepared by electrostatic spinning the PAN nanofiber membrane, and then carbonized into carbon nanofibers, after generating MoSe2 by chemical vapor deposition while being supported on the carbon nanofibers were successfully prepared MoSe2/ carbon nanofiber hybrid materials . Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and so on MoSe2 / CNFs hybrid materials were characterized. As can be seen from the SEM analysis sheet MoSe2successfully loaded onto the carbon nanofibers. As it can be seen from the TEM analysis, the load to the sheet of carbon nanofibers on MoSe2 mostly triangles, a size of about 200 nm-250 nm. XPS confirmed that the MoSe2 load to the carbon nanofibers, and the thesis successfully prepared MoSe2 / carbon nanofibers hybrid materials.The electrochemical test results show that the hydrogen evolution MoSe2/ carbon nanofibers hybrid material had the potential to -116 mV, the value Tafel slope of 130 mV / decade, described MoSe2 / carbon nanofiber hybrid material with good electrochemical activity, it can be used for hydrogen evolution reaction.Key Words:Electrostatic spinning;Chemical vapor deposition;MoSe2/CNFs composite;Electrochemical目录摘要Abstract第1章绪论.................................................................................. 错误!未定义书签。
二氧化钼纳米材料的制备及电化学性能研究的开题报告一、研究背景和意义钼是一种重要的结构材料,广泛应用于科技和工业领域。
由于其独特的化学和物理特性,钼和其化合物被广泛应用于催化、电化学和能源存储等领域。
许多研究表明,钼氧化物在上述领域具有广泛的应用前景。
特别是钼酸盐,在电化学储能方面显示出了极高的能力。
纳米化技术在材料科学领域中具有潜在的应用价值,因为它可以提高材料的表面积、改变结构和物理特性。
因此,对于钼酸盐的纳米化研究来说具有重要的意义。
本研究对钼酸盐进行纳米化处理,制备出二氧化钼纳米材料,并研究其电化学性能,以期为其在催化和能量应用方面的进一步应用提供实验基础和数据支持。
二、研究的主要内容和方法1.制备二氧化钼纳米材料本研究将采用溶胶凝胶法(Sol-gel)制备二氧化钼纳米材料。
所需的试剂有氧氯化钼、乙二醇、丙酮、去离子水等。
通过共沉淀法制备钼酸盐前体,并将前体通过溶胶凝胶法制备成具有纳米结构的二氧化钼材料。
2.表征二氧化钼纳米材料的物理性质使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对制备的二氧化钼纳米材料进行形貌、结构和化学成分等方面的表征。
3.研究二氧化钼纳米材料的电化学性能使用循环伏安法(CVA)评估二氧化钼纳米材料的电化学性能,包括其电极材料中的容量、充放电曲线、充放电循环性能以及电化学阻抗谱等方面的性能。
三、预期研究结果本研究将成功制备出具有纳米结构的二氧化钼材料,并通过多种表征手段对其形貌、结构和化学成分等方面进行详细表征。
同时,本研究还将对二氧化钼纳米材料的电化学性质进行评估和研究,为二氧化钼在催化和电化学能源储存方面的应用提供数据支持。
MoO_2论文:二氧化钼纳米材料的制备及电化学性能研究
【中文摘要】纳米材料具有不同于普通块体材料的特殊物理和化学性能,在工业、生物、电子等领域具有广泛的应用前景,是材料科学领域研究的热点。
MoO2纳米材料作为纳米大家族的一员,近年来在很多领域的研究有长足发展,其中在Li离子电池阳极材料应用中更是
有着不俗表现。
本文以过渡金属氧化物MoO2为研究对象,通过水热法制备不同形貌的MoO2纳米材料,采用现代测试方法对产物的相结构
和形貌特征进行表征,并研究其电化学性能。
结果表明:1.以过氧钼酸溶胶为前驱体,通过水热法制备单斜相MoO2纳米材料;采用不同还原剂调控产物的形貌,其中以乙醇为还原剂,所得产物为纳米棒,其长度约200nm,直径约50m;以丙酮为还原剂,所得产物为直径约几十纳米的颗粒团聚成的微米球,球直径约2μm。
2.通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试研究了不同电流密度、不同活性物质与乙炔黑质量比、不同形貌对电化学性能的影响,结果表明:纳米棒充放电比容量随电流密度的增加而下降,随活性物质含量的增加而先升后减;在电流密度为0.1 mA/cm2,活性物质与乙炔黑质量比为6:4时,充放电比容量最高;在此条件下,MoO2纳米棒的首次放电比容量是600
mAh/...
【英文摘要】Notable for their extremely small feature size and a broad variety of specific properties, nanomaterials have the potential for wide-ranging applications such as industrial,
biomedical, environment protection, and electronic, all of which have conspired to fascinate scientists and made nanotechnology an attractive field in recent years. As a member of nanomaterial family, MoO2 nanomaterial, the researches about which have developed a lot in recent years, especially in the field of Li-ion battery.In this...
【关键词】MoO_2 纳米棒 PANI/MoO_2 纳米复合材料电化学性能
【英文关键词】MoO_2 nanorods PANI/MoO_2 nanocomposites hydrothermal method electrochemical property
【目录】二氧化钼纳米材料的制备及电化学性能研究摘要
4-5Abstract5-6第一章绪论9-22 1.1 纳米材料9-15 1.1.1 纳米材料概述9-10 1.1.2 纳米材料的特性10-11 1.1.3 纳米材料的制备11-13 1.1.4 纳米材料的应用13-15 1.1.5 钼氧化物纳米材料15 1.2 MoO_215-21 1.2.1 MoO_2结构15-16 1.2.2 MoO_2应用16-18 1.2.3 MoO_2研究现状18-21 1.3 本文研究内容和意义21-22第二章 MoO_2纳米材料制备与表征
22-28 2.1 MoO_2纳米材料制备22-24 2.1.1 实验仪器及试剂22 2.1.2 过氧钼酸溶胶的制备22-23 2.1.3 MoO_2纳米材料的制备23 2.1.4 MoO_2纳米棒的复合改性
23-24 2.2 MoO_2纳米材料的结构表征24-25 2.2.1 XRD
分析24 2.2.2 FTIR光谱分析24 2.2.3 Raman光谱分析24-25 2.2.4 SEM测试25 2.2.5 TEM测试25 2.3 MoO_2纳米材料的电化学性能研究25-28 2.3.1 扣式电池装配25-26 2.3.2 充放电测试26 2.3.3 循环伏安测试
26 2.3.4 交流阻抗测试26-28第三章 MoO_2纳米材料的结构与性能研究28-41 3.1 MoO_2纳米材料的结构分析
28-31 3.1.1 物相结构分析28 3.1.2 显微结构分析
28-29 3.1.3 谱学分析29-31 3.1.4 化学成分分析
31 3.2 MoO_2纳米材料的电化学性能研究31-41 3.2.1 MoO_2纳米材料恒流充放电测试31-35 3.2.2 MoO_2纳米棒循环伏安测试35-36 3.2.3 MoO_2纳米棒交流阻抗测试
36-41第四章 MoO_2纳米棒生长机理研究41-51 4.1 过氧钼酸溶胶浓度对产物结构和形貌的影响41-42 4.2 乙醇浓度对产物结构和形貌的影响42-45 4.3 反应温度对产物结构和形貌的影响45-46 4.4 反应时间对产物结构和形貌的影响46-48 4.5 生长机理研究48-51 4.5.1 过氧钼酸溶胶的形成48 4.5.2 MoO_3的形成48-49 4.5.3 MoO_2的形成49-51第五章 MoO_2纳米棒PANI复合改性
51-61 5.1 PANI/MoO_2纳米复合材料结构分析
51-55 5.1.1 PANI/MoO_2纳米复合材料物相结构分析
51-52 5.1.2 PANI/MoO_2纳米复合材料显微结构分析
52-53 5.1.3 PANI/MoO_2纳米复合材料谱学分析
53-55 5.1.4 PANI/MoO_2纳米复合材料化学成分分析
55 5.2 PANI/MoO_2纳米复合材料电化学性能研究
55-61 5.2.1 恒流充放电测试55-57 5.2.2 循环伏安测试57-58 5.2.3 交流阻抗测试58-61第六章结论与展望61-63 6.1 结论61-62 6.2 展望62-63参考文献63-66。