二硫化钼纳米材料的水热制备及其光催化特性

发布时间：2017-06-26 08:03

  本文关键词：二硫化钼纳米材料的水热制备及其光催化特性，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：二硫化钼(MoS2)作为一种金属硫化物,具有与石墨类似的层状结构,层与层之间由相对薄弱的范德华力维持,表现出许多优异的性质。MoS2材料在润滑剂、催化剂和晶体管等领域的应用得到了广泛的认可,人们在合成、改性与应用MoS2纳米材料的研究上投入了大量的工作。层状纳米MoS2的禁带宽度在1.80 eV左右,具有在可见光下的光催化活性,同时因为纳米结构的MoS2有一个较大的比表面积,能增强它的催化活性,因此MoS2被广泛应用于加氢脱硫、光解水制氢和光催化降解有机污染物等催化反应,是一种绿色节能的技术方法。本论文中首先使用水热法在合适的条件下成功制备合成了平均直径2μm左右的MoS2纳米微球,纳米微球由许多片状结构的纳米MoS2组成,形成一个具有大的比表面积的层状堆垛结构。实验通过XRD、EDS、SEM和TEM等方法对样品进行了表征,证明了所使用的方法下制备得到的MoS2纳米材料成分单纯、结构相似、排列无序但均匀。接下来我们尝试并对比了在各种不同条件,包括浓度、温度、时间和pH等水热条件作为参照下的合成实验,探索出了制备MoS2纳米微球的最佳合成环境以便进一步的研究。通过搭建光催化反应实验设备,我们对水热法制备的MoS2进行光催化实验,以一级动力学反应模型对反应过程进行了讨论,证明了MoS2纳米微球在可见光下具有良好的催化性能,能以较快的速率分解亚甲基蓝等模拟污染物。最后,本文中对纳米MoS2进行了复合改性研究。以光沉积的方式在合成的MoS2材料上附着金纳米粒子,并通过SEM等观察合成后的AuMoS2表面形貌结构,通过EDS对比反应前后的元素差别。复合后的Au-MoS2由于在半导体表面形成的肖特基势垒和金属纳米粒子产生的表面等离子体共振效应,而具有在可见光条件下,比原来MoS2更好的光催化活性,能以更快的速率降解有机物。通过本论文的研究,我们能够对MoS2及其光催化应用有一定的认识,为工业化水污染治理提供一个可行的实验理论依据。
【关键词】：MoS2 纳米微球 光催化 复合
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ136.12;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 纳米半导体材料的物理性质11-12
• 1.3 光催化技术简介12-16
• 1.3.1 半导体材料的能带结构12
• 1.3.2 光催化的基本原理12-14
• 1.3.3 光催化剂的主要应用和现状14-16
• 1.4 二硫化钼材料简介16-20
• 1.4.1 二硫化钼的纳米结构16-17
• 1.4.2 二硫化钼的应用17-19
• 1.4.3 纳米二硫化钼的制备19-20
• 1.5 新型光催化剂的研究方向20-23
• 1.5.1 改性光催化剂的方法20-21
• 1.5.2 复合光催化剂的制备工艺21-22
• 1.5.3 可见光催化剂的研究进展22-23
• 1.6 选题依据及主要研究内容23-24
• 第二章 水热法合成MoS2实验过程与表征24-36
• 2.1 水热合成实验部分24-26
• 2.1.1 水热合成原理24
• 2.1.2 实验试剂和仪器24-25
• 2.1.3 水热实验方法25
• 2.1.4 样品表征25-26
• 2.2 水热法合成的表征实验结果26-29
• 2.2.1 合成样品的表征结果的分析与讨论26-29
• 2.2.2 水热制备标准样品的表征实验结论29
• 2.3 反应条件对合成MoS_2形貌的影响29-34
• 2.3.1 反应物浓度30
• 2.3.2 反应物比例与溶剂的量30-31
• 2.3.3 反应时间31-33
• 2.3.4 反应温度33-34
• 2.3.5 反应溶液的pH值34
• 2.4 本章小结34-36
• 第三章 二硫化钼的光催化性能36-44
• 3.1 光催化过程测试36-39
• 3.1.1 实验反应装置36-38
• 3.1.2 有机物降解率评价标准38
• 3.1.3 光催化反应的实验过程38-39
• 3.2 光催化结果分析39-43
• 3.2.1 光催化反应动力学39-40
• 3.2.2 光催化实验结果讨论40-41
• 3.2.3 其他样品的光催化对比实验41-43
• 3.2.4 光催化实验结果讨论43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 复合光催化剂的制备44-52
• 4.1 复合光催化剂的理论分析44-46
• 4.1.1 复合材料的光催化44
• 4.1.2 表面等离子体共振44-45
• 4.1.3 表面等离子体光催化材料的机理与作用45-46
• 4.2 Au-MoS2复合光催化剂实验过程46-50
• 4.2.1 样品制备实验步骤46
• 4.2.2 复合样品实验结果分析46-48
• 4.2.3 复合材料光催化反应过程48
• 4.2.4 光催化结果分析48-50
• 4.3 本章小结50-52
• 4.3.1 复合实验结论50
• 4.3.2 实验中存在的问题讨论50-52
• 结论52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-60
• 攻读硕士学位期间取得的成果60-61

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张立德;;国内外纳米材料与纳米结构研究的最新进展[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

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本文编号：485359