单层二硫化钼的相调控及其应用
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O614.612
【图文】:
图 1.1(a)元素周期表中过渡金属硫化物的组成元素,大约有 40 种 TMDC 存在[1];(b)过渡金属硫属化物及其性质的总结[1]。1.2 二硫化钼及其相转变二硫化钼的原子结构及特性二硫化钼是一种典型的过渡金属硫属化合物,广泛分布于自然界的辉钼矿中。它具有与石墨烯相似的二维层状结构,层与层之间由微弱的范德瓦尔斯作用力结合堆垛形成块体,如图 1.2a 所示[1]。和石墨烯一样,可以采用机械剥离法也可获得单层或少层的二硫化钼晶片[14],如图 1.2b 所示。单层二硫化钼由三个原子层(硫-钼-硫)堆叠而成。单层二硫化钼的厚度约为 0.65 nm。如图 1.2c 所示,一层具有蜂窝状六角排列的钼原子被夹在两层同样具有六角排列的硫原子中间,硫钼原子之间由共价键相连。
图 1.1(a)元素周期表中过渡金属硫化物的组成元素,大约有 40 种 TMDC 存在[1];(b)过渡金属硫属化物及其性质的总结[1]。1.2 二硫化钼及其相转变二硫化钼的原子结构及特性二硫化钼是一种典型的过渡金属硫属化合物,广泛分布于自然界的辉钼矿中。它具有与石墨烯相似的二维层状结构,层与层之间由微弱的范德瓦尔斯作用力结合堆垛形成块体,如图 1.2a 所示[1]。和石墨烯一样,可以采用机械剥离法也可获得单层或少层的二硫化钼晶片[14],如图 1.2b 所示。单层二硫化钼由三个原子层(硫-钼-硫)堆叠而成。单层二硫化钼的厚度约为 0.65 nm。如图 1.2c 所示,一层具有蜂窝状六角排列的钼原子被夹在两层同样具有六角排列的硫原子中间,硫钼原子之间由共价键相连。
单层二硫化钼的相调控及其应用现出的优异催化性能为改善全球能源危机和环境恶化提供了新的机遇。理论计算的结果表明,二硫化钼的钼截止边缘对氢的吸附能ΔGH*与贵金属Pt非常接近,仅为+0.08 eV,因此有望成为替代贵金属 Pt 的新型高效电催化析氢反应催化剂[24]。而丹麦科技大学 Chorkendorff 随后利用超高真空系统,在 Au(111)单晶上利用退火处理,得到不同覆盖度的亚单层二硫化钼纳米片[25]。他们通过检测不同覆盖度下单层二硫化钼的点催化析氢反应,发现其交换电流密度只与单位面积内的二硫化钼的边界长度成正比,而与覆盖度无关。这一实验首次证实了边界位置为二硫化钼的催化活性位点,而二硫化钼的表面则是催化惰性的,如图 1.3d。
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本文编号:2765834
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