二硫化钼的合成及其催化性能研究

发布时间：2017-04-27 00:03

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【摘要】：二硫化钼是过渡族金属硫化物的典型代表,具有类石墨烯的层状结构,近年来得到了广泛的研究。二硫化钼层内原子通过共价键相连,而层间通过弱的范德华力相连,这种独特的结构特性赋予了其特殊的物理化学性能,已经被广泛应用于航空润滑、光电器件、生物传感、催化等领域。制备二硫化钼的方法,主要有水热-溶剂热合成、化学气相沉积(CVD)及分子束外延(MBE)等。二硫化钼的电子特性随样品厚度的不同而发生变化,最显著的一个方面是其能带结构的变化,样品由体材料转变为单层的过程中,其能带结构由间接带隙转变为直接带隙,同时带隙宽度由1.2eV增大到1.8eV,这种特性引起了科技界的极大兴趣。本文主要研究了二硫化钼及二硫化钼/三氧化钼异质结的光催化降解特性,同时探究了二硫化钼薄膜的化学气相沉积条件。(1)本论文利用一步水热合成法制各了非晶态的MoS2微米球,并以此为前驱体制各了有序堆积的2H-MoS2微米球,利用X一射线衍射(XRD)、场发射电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱等手段对样品进行了表征,同时考察了MoS2样品的形成过程；以这两种不同结晶度的MoS2样品为催化剂对有机染料分子罗丹明B进行了光催化降解,比较了这两种样品的催化降解效果,结果表明非晶态的MoS2具有很好的催化降解效果,同时探究了MoS2催化剂对有机污染物的降解机理。(2)为了克服MoS2在光催化降解中存在的光腐蚀问题,设计了MoS2/α-MoO3异质结催化剂；以水热合成的MoS2为前驱体材料制备了MoS2/α-MoO3异质结和α-MoO3纳米片,利用XRD.、SEM、TEM等手段表征了样品的晶体结构、样品组成及样品的形貌,探究了MoS2/α-MoO3异质结及α-MoO3纳米片生长机理；比较了这两种催化剂对有机染料分子罗丹明B的降解效果,结果显示MoS2/α-MoO3异质结具有优异的光催化特性,同时考察了异质结光催化机理。(3)利用直接硫化Mo0。的CVD法成功制备了MoS2薄膜,探究了不同生长条件对MoS2薄膜质量的影响,找出了CVD法制备MoS2薄膜的最优条件,同时利用光学显微镜、透射电子显微镜及拉曼光谱等测试手段对制备的样品做了相应的表征,为MoS2薄膜的生长提供了依据。
【关键词】：MoS_2微米球 光催化降解 MoS_2薄膜 CVD合成
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O614.612
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 二硫化钼简介9-14
• 1.1.1 二硫化钼的基本结构9-10
• 1.1.2 二硫化钼常见的制备方法10-13
• 1.1.3 二硫化钼在光催化领域中的应用13-14
• 1.1.4 二硫化钼在光电器件领域中的应用14
• 1.2 光催化简介14-16
• 1.2.1 光催化基本原理15
• 1.2.2 半导体光催化的意义15-16
• 1.2.3 半导体光催化材料的发展概况及前景16
• 1.3 本文选题的依据及意义16-18
• 2 二硫化钼微米球的制备及其光催化性能研究18-26
• 2.1 前言18
• 2.2 实验部分18-20
• 2.2.1 二硫化钼微米球的制备18-19
• 2.2.2 二硫化钼样品的结构及光催化性能表征19-20
• 2.3 结果与讨论20-25
• 2.3.1 二硫化钼微米球的结构表征20-22
• 2.3.2 二硫化钼的形成机理22-23
• 2.3.3 二硫化钼微米球光催化性能表征23-24
• 2.3.4 二硫化钼光催化机理24-25
• 2.4 小结25-26
• 3 二硫化钼/三氧化钼异质结的制备及其光催化性能研究26-36
• 3.1 前言26
• 3.2 实验部分26-28
• 3.2.1 MoS_2/α-MoO_3异质结构及α-MoO_3的制备26-27
• 3.2.2 样品的结构及光催化性能表征27-28
• 3.3 结果与讨论28-35
• 3.3.1 催化剂的结构表征28-30
• 3.3.2 催化剂的形成机理30-31
• 3.3.3 催化剂的光催化性能表征31-33
• 3.3.4 催化剂的光催化机理33-35
• 3.4 小结35-36
• 4 二硫化钼薄膜的制备36-42
• 4.1 前言36
• 4.2 实验部分36-37
• 4.3 结果与讨论37-41
• 4.3.1 生长温度对二硫化钼薄膜质量的影响37-40
• 4.3.2 气流量对二硫化钼薄膜质量的影响40
• 4.3.3 其它因素对二硫化钼薄膜质量的影响40-41
• 4.4 小结41-42
• 5 总结与展望42-44
• 5.1 全文总结42-43
• 5.2 展望43-44
• 参考文献44-53
• 攻读硕士期间的研究成果53-54
• 致谢54-57
• 浙江师范大学学位论文诚信承诺书57

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本文编号：329475