类石墨烯二硫化钼的电化学性能研究

发布时间：2017-10-29 19:27

  本文关键词：类石墨烯二硫化钼的电化学性能研究

  更多相关文章： 二维二硫化钼 高温热解合成 杂原子掺杂 电化学催化

【摘要】：少层二硫化钼具有大的比表面积、可控的带隙、高载流子迁移率和电化学稳定性,自2010年发现以来,一直是光、电、化学领域研究的热点。单层二硫化钼是由S-Mo-S结构单元通过弱范德瓦耳斯力构筑而成,属于层状六方晶系,但有限的催化点位、导电性较差限制了其潜在性能的发挥。杂原子掺杂会改变二硫化钼纳米片层的电子结构,是提高催化活性的有效方法。通过掺杂,在六方晶格体系中引入过渡金属,可能带来更多的缺陷。本论文中发展了一种一步高温热解法制备少层二硫化钼纳米片和过渡金属杂原子掺杂的二硫化钼超薄纳米片,系统研究了上述材料的电化学性质。论文的第一部分以钼酸铵为钼源、硫脲为硫源、以三聚氰胺热解的层状产物为牺牲模板,通过一步高温热解制备了少层二硫化钼纳米片,研究了其在生物分子检测上的应用可能性。我们发现,产物对生物分子抗坏血酸、多巴胺及尿酸(AA、DA及UA)呈现出显著的催化氧化能力和良好的分离能力。在三者共存的缓冲溶液体系,AA与DA之间的电位差为165 m V,DA与UA之间的电位差值为128 m V;AA、DA及UA的氧化电流分别在5.0-1200μM、1.0-900μM及1.0-60μM浓度范围内呈线性关系,检测限分别为1.89μM、0.20μM和0.56μM。二硫化钼纳米片材料可以用于同时检测生物分子,呈现出更宽的线性范围、更低的检测限以及良好的选择性、重现性和稳定性。论文的第二部分研究了过渡金属杂原子掺杂二硫化钼纳米片的合成及其电化学催化性能。在N2保护条件下,分别以氯化锰和氯化铬为金属原子前驱体,通过模板辅助的一步高温热解方法得到了锰掺杂二硫化钼纳米片和铬掺杂二硫化钼纳米片材料。金属锰、铬掺杂的二硫化钼层状结构材料展现了很好的催化析氢和氧还原的催化性能。文中还讨论了不同掺杂量对催化活性的影响。
【关键词】：二维二硫化钼 高温热解合成 杂原子掺杂 电化学催化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ136.12
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-36
• 1.1 类石墨烯二硫化钼10-19
• 1.1.1 二维二硫化钼概述10-11
• 1.1.2 二维二硫化钼制备11-16
• 1.1.2.1 “自上而下”制备二维二硫化钼12-14
• 1.1.2.2 “自下而上”制备二维二硫化钼14-16
• 1.1.2.3 其它方法制备二维二硫化钼16
• 1.1.3 杂原子掺杂二维二硫化钼16-19
• 1.1.3.1 杂原子掺杂二维二硫化钼概述16-17
• 1.1.3.2 杂原子掺杂二维二硫化钼的制备17-19
• 1.2 类石墨烯二硫化钼的应用19-25
• 1.2.1 光电器件19-20
• 1.2.2 传感器20-21
• 1.2.3 润滑剂21-22
• 1.2.4 超级电容器22
• 1.2.5 电化学22-25
• 1.2.5.1 催化析氢22-23
• 1.2.5.2 二次电池23-24
• 1.2.5.3 燃料电池24
• 1.2.5.4 电化学传感器24-25
• 1.3 本论文的研究意义及主要内容25-26
• 参考文献26-36
• 第2章 高温热解合成二维二硫化钼及其在生物分子检测上的应用36-54
• 2.1 引言36-37
• 2.2 实验部分37-39
• 2.2.1 仪器与试剂37-38
• 2.2.1.1 实验仪器37
• 2.2.1.2 实验试剂37-38
• 2.2.2 合成38-39
• 2.2.2.1 材料合成38
• 2.2.2.2 工作电极制备38-39
• 2.3 结果与讨论39-48
• 2.3.1 二硫化钼的表征39-40
• 2.3.1.1 X射线衍射表征39
• 2.3.1.2 SEM、TEM表征39-40
• 2.3.2 二硫化钼修饰电极对生物分子催化性能的研究40-48
• 2.3.2.1 二硫化钼修饰电极对AA、DA及UA的电化学行为40-41
• 2.3.2.2 二硫化钼修饰电极同时检测AA、DA及UA41-42
• 2.3.2.3 扫速对电化学行为的影响42-43
• 2.3.2.4 pH对电化学行为的影响43-44
• 2.3.2.5 线性范围测试44-47
• 2.3.2.6 抗干扰能力、选择性、重现性、稳定性的研究47-48
• 2.3.2.7 实际样品分析48
• 2.4 本章小结48-49
• 参考文献49-54
• 第3章 杂原子掺杂二硫化钼纳米片的合成及电催化性能研究54-69
• 3.1 引言54-55
• 3.2 实验部分55-57
• 3.2.1 仪器与试剂55-56
• 3.2.1.1 实验仪器55-56
• 3.2.1.2 实验试剂56
• 3.2.2 合成56-57
• 3.2.2.1 材料合成56-57
• 3.2.2.2 工作电极制备57
• 3.3 结果与讨论57-64
• 3.3.1 杂原子锰掺杂二硫化钼的材料表征57-59
• 3.3.1.1 X射线衍射表征57-58
• 3.3.1.2 SEM表征58-59
• 3.3.2 杂原子锰掺杂二硫化钼的电催化行为59-61
• 3.3.2.1 电化学析氢研究59-60
• 3.3.2.2 氧还原电催化研究60-61
• 3.3.3 杂原子铬掺杂二硫化钼的材料表征61-63
• 3.3.3.1 X射线衍射表征61-62
• 3.3.3.2 SEM表征62-63
• 3.3.4 杂原子铬掺杂二硫化钼的电催化行为63-64
• 3.3.4.1 电化学析氢研究63-64
• 3.3.4.2 氧还原电催化研究64
• 3.4 本章小结64-65
• 参考文献65-69
• 第4章 结论与展望69-70
• 作者简历70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴壮志;王德志;梁汛;;纳米二硫化钼制备技术的研究进展[J];材料导报;2008年S2期

，

本文编号：1114373