铼基二维纳米材料的合成与其电解水应用

发布时间：2024-04-27 19:40

　　近年来,二维纳米材料凭借其出色的电学光学性能以及优异的物理化学性质,吸引了广泛的研究兴趣。作为一类新型二维材料,铼基硫族化合物Re X2(X=S,Se)具有低晶格对称性和弱层间耦合两大特性,从而表现出与其他过渡金属硫族化合物不同的光学和电学性质,例如各向异性以及从块材到单层样品都保持直接带隙。根据近年的报道,Re X2已经在场效应晶体管、光电探测器、电化学储能以及光电催化等方面展现出了极大的潜力。在人们积极寻找新的能源替代品的今天,对于这样一种新兴的材料体系的深入研究彰显出了重大的意义。本文主要通过水热法/溶剂热法在导电碳纸上合成Re S2、Re Se2、Re Se2(1-x)S2x以及Re O3等一系列铼基纳米材料,并研究其在电催化析氢反应中的应用,主要研究内容概括如下:1.通过水热法,以高铼酸铵和硫脲为前驱体在导电碳纸上合成了垂直生长、尺寸在20–100 nm的Re S2纳米片阵列。在电催化测试过程中,Re S2纳米片材料的催化性能随着光照时间的增长而不断提高,并在2小时左右达到基本饱和。光照两小时的样品Re S2/CFP-L2h的起始电位从原始的170 m V降低到88 m V,...

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图1-1过渡金属硫族化合物三种不同结构的示意图

图1-1过渡金属硫族化合物三种不同结构的示意图。金属硫族化合物由于其地球储量高、成本低廉且催化活性高等优应用潜力的催化材料，并且已经广泛应用在润滑剂材料、催化材级电容器、光电器件以及可充电电池系统等领域8,14,20,21。这一

图1-2二维过渡金属和硫族元素

图1-2二维过渡金属和硫族元素。渡金属铼（Re）是自然界中最后一个发现的可以稳定存在的元素，铼金属，在元素周期表中与锰、锝同属于第6周期过渡金属。铼存在多种氧用于超耐热合金、催化重整等方面。四价的铼比较容易形成稳定的化

图1-4（a）不同层数ReS2的PL信号；（b）不同层数ReS2,MoS2,MoSe2,WS2和WSe2的PL强度；（c）ReS2,MoS2,MoSe2和WSe2的PL峰位随层数的变化；（d）块材ReS2片在不同液体静压力下的吸收系数

不同层数ReS2的PL信号；（b）不同层数ReS2,MoS2,MoSe2eS2,MoS2,MoSe2和WSe2的PL峰位随层数的变化；（d）块材收系数。化合物的各向异性组在2015首次研究了ReS2由于低晶格对称性（图1-5（

图1-5（a）ReS2的晶体结构；（b）一个四边形ReS2薄片的光学图像

1-5（a）ReS2的晶体结构；（b）一个四边形ReS2薄片的光学化合物的制备方法二维材料类似，目前文献中报道的铼基硫族化合物的、化学剥离法、牺牲模板法和水热法（溶剂热法）等沉积法例，化学气相沉积法（CVD）即以固态硫源和铼源在成纳米ReS2结构，并可以通过改变生长温度、时间....

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