二维过渡金属硫化物的制备及其催化析氢性能研究

发布时间：2024-05-07 23:36

　　二维层状材料(Two dimensional material)具有独特的结构特征,使其在诸多领域引人瞩目,如能量存储器件、固体润滑剂与催化剂等。随着研究人员对纳米级石墨烯(Graphene)的不断深入探索,过渡金属二硫化物(Transition-metal dichalcogenide,TMDs)作为一种新型二维材料,也逐渐步入学者们的视线。目前制备二维TMDs的方法有分子束外延法(MBE),机械剥离法,液相剥离法,锂离子插层法,化学气相沉积法(CVD)和水热法等。本文选用了最具工业化前景的液相剥离法来制备二维TMDs,该方法操作简单,并且其生产成本也较为低廉,具有较高的工业化可能性,因此适合于二维过渡金属硫化物的大规模生产。电解水制取氢是制备清洁能源的优选之一。然而,通过电解水析氢过程需要高活性的催化剂来促进反应的有效进行。在本文中,我们首先介绍了一种用于剥离过渡金属硫化物的液相剥离方法,该方法使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂。SDBS中的非极性苯环可与过渡金属硫化物牢固结合,促进纳米片在水溶液中的有效剥离。我们对其机理进行了研究,发现过渡金属硫化物纳米片的剥离效率和厚...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1元素周期表中过渡金属硫化物中各元素所在位置，其中由标亮的元素组成的硫化物其晶体结构为层状，而由半标亮的元素组成的硫化物只部分为层状结构[14]

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文-3-图1.1元素周期表中过渡金属硫化物中各元素所在位置，其中由标亮的元素组成的硫化物其晶体结构为层状，而由半标亮的元素组成的硫化物只部分为层状结构[14]Fig.1.1ThepositionofelementsofTMDsinthePerio....

图1.2（a）TMDs结构示意图（以MoS2为例）；（b）TMDs三种晶胞类型模型[16]

第1章绪论-4-图1.2（a）TMDs结构示意图（以MoS2为例）；（b）TMDs三种晶胞类型模型[16]Fig.1.2ThestructurediagramofTransition-metaldichalcogenide(a);ThreecrystalstructuresofT....

图1.3CVD法制备过渡金属硫化物示意图[20]

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文-5-MoSe2、WS2及WSe2纳米片[21]。化学气相沉积（CVD）法操作较为简单，可控性强，适用于多种二维材料的剥离制备，如石墨烯、氮化硼及过渡金属硫化物等。但使用化学气相沉积（CVD）法制备二维材料时造价较高，产量较低，而且难以精确地控....

图1.4MBE法制备的MoS2(a)、PtSe2(b)、MoSe2(c)及其微观示意图[26]

第1章绪论-6-生长在其上的薄膜由于相互作用难以观测及表征。而现阶段采用MBE法制备TMDs等二维材料最为普遍的方式是在SiC等惰性衬底上制备石墨烯等二维材料。由MBE制备的二维过渡金属硫化物纳米片，可以严格控制生长外延层的层厚和掺杂浓度，但其体系复杂，生长速度较慢，生长面积有限....

本文编号：3967161