基于MXene和MoS 2 复合材料的制备及其电析氢、湿敏性能研究

发布时间：2023-06-03 00:30

　　自2004年Geim小组首次剥离出单原子层石墨烯以来,二维层状材料迅速引起了科研工作者们的极大兴趣。其具有很多优点,如大的比表面积,高电子迁移率,丰富的活性位点等,这些优点使其成为高性能电子器件研究的热点材料之一。在众多的类石墨烯二维层状材料中,过渡金属硫化物(TMDs)和过渡金属碳/氮化物(MXene)最引人注目。本文以TMD(MoS₂)和MXene(Mo2C,Ti3C2)为重点研究对象,通过水热合成法、化学气相沉积法(CVD)和液相剥离法制备了特殊形貌的纳米材料,并通过科学的研究方法探究其纳米结构、形貌生长机理。基于材料的不同物理化学特性,探究了其在湿敏传感和电催化析氢(HER)方面的应用。本文的主要内容和研究成果如下:1、少层树枝状二硫化钼的湿度传感性能研究我们报道了一种改进的化学气相沉积方法生长树枝状少层MoS₂纳米材料。生长的MoS₂晶体呈树枝状,具有分形和可调度。这种新型的分形树枝状的少层MoS₂相比于三角状MoS₂,增加了结构的复杂性,并且暴露了更多的边缘活性位点...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 二维层状材料
    1.2 过渡金属硫化物TMDs
        1.2.1 TMDs的基本结构及其特性
        1.2.2 TMDs的制备方法
    1.3 基于TMDs的复合纳米材料
        1.3.1 基于TMDs的复合纳米材料的制备
    1.4 基于TMDs的复合材料在湿敏传感器和电解水析氢方面的应用
        1.4.1 湿敏传感器的简介
        1.4.2 电解水析氢的简介
        1.4.3 TMD材料在湿敏传感器和电催化析氢方面的应用
    1.5 二维MXene材料
        1.5.1 二维MXene材料的结构及其特性
        1.5.2 二维MXene材料的制备方法
        1.5.3 MXene及其复合物在电解水析氢方面的应用
    1.6 本文的工作
    参考文献
第二章 少层树枝状二硫化钼的湿度传感性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验过程
        2.2.2 湿度传感器的制作及其测试
        2.2.3 样品表征设备
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 碳包覆的空心二硫化钼纳米微球的电析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验和计算方法
        3.2.1 实验过程
        3.2.2 表征设备
        3.2.3 计算方法
        3.2.4 电催化剂的制备及测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料形貌表征和结构分析
        3.3.2 氢吸附自由能的第一性原理计算
        3.3.3 电催化析氢性能分析
    3.4 本章结论
    参考文献
第四章 二维手风琴状Mo₂C(MXene)与MoS₂纳米花复合的电催化析氢研究
    4.1 引言
    4.2 实验和计算
        4.2.1 化学药品和试剂
        4.2.2 实验过程
        4.2.3 样品表征设备
        4.2.4 电催化剂的制备及测试
        4.2.5 密度泛函理论计算
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 形貌与结构表征
        4.3.2 电催化析氢性能和理论计算分析
    4.4 本章总结
    参考文献
第五章 TiOF₂纳米球插层Ti₃C₂T_x-MXenes的电催化析氢性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验和计算方法
        5.2.1 实验过程
        5.2.2 表征设备
        5.2.3 计算方法
        5.2.4 电催化剂的制备及测试
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 材料形貌表征与结构分析
        5.3.2 TiOF₂@Ti₃C₂T_x的合成机理
        5.3.3 电催化析氢性能及理论计算分析
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
攻读博士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3828319