低维MoS2纳米材料的制备及其光学、催化性能的研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjy276756267
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MoS2作为一种典型的过渡族金属硫化物,研究发现MoS2材料可以通过调整其厚度,制备出带隙可调的低维纳米材料,同时该材料展现出独特的光学和超电性能使其在光电器件、电子应用、电化学等领域表现出极大的应用潜力。目前制备单层或是超薄层MoS2材料的方法包括机械和化学剥离、CVD法、溶剂热合成、分子束外延。其中,液相剥离法因其制备工艺简单、投资少、污染小等优点而成为一种制备 MoS2低维纳米材料的常用方法。  本文采用一种绿色的、温和简单的一步液相剥离的方法制备出纳米片、混合异维纳米片和MoS2量子点。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电镜、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪、电化学工作站等测试手段对样品的结构、形貌、光学、催化性能进行详细的研究。  通过选择合适的剥离剂、超声时间、超声功率得到含有不同尺寸且分散均匀的 MoS2量子点修饰纳米片悬浮溶液;在不同激发波长下,该悬浮液表现出单层MoS2及小尺寸 MoS2纳米颗粒的复合发光特征。与微机械剥离得到的单层 MoS2的发光特性相比,这种液相法得到的混合异维纳米薄片在512nm处的最强发光峰位发生明显蓝移,混合异维纳米薄片同时在横向尺度上所产生的量子限制效应可能是导致该峰位蓝移的主要原因。该混合材料在析氢反应中表现出优良的催化性能,主要是该材料独特的纳米结构,使其具有较大的比表面积,存在大量的缺陷态,极大的增加了其催化活性阵点的位置,故表现出优良的催化性能。  本文以液相超声法为基础,成功制备出分散性好、颗粒均匀、水中稳定性好、低毒性的 MoS2量子点,其厚度为单分子层,横维尺寸在1-6nm,且具有窄的尺寸分布。该尺度的量子点在435nm处出现最强的发光峰,同时随着激发波长的不断增加,其发光峰位出现明显的红移现象,分析量子点产生红移现象的原因,主要是由于量子点的多尺度弥散分布产生了很强的量子限制效应所致。
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