应力调控二维过渡金属硫族化合物相变及其电催化析氢性能研究

发布时间：2022-02-28 21:33

　　二维过渡金属硫族化合物（TMDs）凭借自身独特的物理化学性质,在催化、电子、光电子、电池等领域展现出了巨大的应用潜力。有趣的是,这种二维纳米材料有两种常见相态,即热力学稳定的三棱柱（2H）相和亚稳态八面体（1T）相。与带隙为1-2eV的半导体2H相相比,金属1T相具有更优异的导电性和电催化活性。然而,在制备TMDs的传统方法中,热力学倾向于生成较为稳定但催化活性较低的2H相,制备1T相TMDs目前仍然依赖于2H相到1T相的相转变。尽管,利用碱金属插层、调控压力法、电子束处理以及表面掺杂等手段可以实现2H相到1T相的转变。但是操作过程繁琐,制备的1T相纯度有限且主要为亚稳态,经热退火处理后会迅速变回2H相。因此,直接制备出具有高纯度和高稳定性的1T相TMDs无论是在应用领域还是理论领域都有着重要的意义。应力工程已被证明是一种有效的调制TMDs电子和光子特性的方法。理论研究表明,应力可以通过改变二维TMDs的费米能级和电子态密度诱导1T相的生成。与传统的化学处理法相比,应力工程引起的相变不会对纳米片造成缺陷,很大程度上保持了材料的性能。虽然应力对调控二维TMDs相变表现出良好的前景,但其在... 

【文章来源】：郑州大学河南省211工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 二维材料
    1.2 二维过渡金属硫族化合物的结构特点
    1.3 二维过渡金属硫族化合物的应用
    1.4 二维过渡金属硫族化合物的制备方法
        1.4.1 机械剥离法
        1.4.2 溶液剥离法
        1.4.3 碱金属插层法
        1.4.4 化学气相沉积法
        1.4.5 湿化学方法
        1.4.6 两相界面自组装法
    1.5 二维过渡金属硫族化合物的改性手段
        1.5.1 杂原子掺杂
        1.5.2 缺陷工程
        1.5.3 尺寸调控
        1.5.4 应力工程
        1.5.5 界面工程
        1.5.6 相变工程
    1.6 电催化析氢
        1.6.1 电催化析氢的基本原理及挑战
        1.6.2 过渡金属硫族化合物析氢电催化剂设计原则
    1.7 本课题的研究内容及意义
2 多壁碳纳米管应力诱导二维钴掺杂硒化钨相变及其电催化析氢性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及仪器
    2.3 实验步骤
        2.3.1 WSe_2纳米片的制备
        2.3.2 Co-WSe_2纳米片的制备
        2.3.3 Co-WSe_2/MWNTs、Co-WSe_2/rGO异质结构的制备
    2.4 样品的表征
    2.5 电化学测试
    2.6 结果与讨论
    2.7 小结
3 机械应力和界面化学作用协同调控钴掺杂硒化钨相变及其电催化析氢性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂及仪器
    3.3 实验步骤
        3.3.1 WSe_2纳米片的制备
        3.3.2 Co-WSe_2纳米片的制备
        3.3.3 Co-WSe_2/SWNTs、Co-WSe_2/MWNTs、Co-WSe_2/CNFs异质结构的制备
        3.3.4 WSe_2/SWNTs、WSe_2/MWNTs、WSe_2/CNFs异质结构的制备
    3.4 样品的表征
    3.5 电化学测试
    3.6 结果与讨论
    3.7 小结
4 应力策略在二维钴掺杂硫化钼相变的拓展研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂
    4.3 实验步骤
        4.3.1 MoS_2纳米片的制备
        4.3.2 MoS_2/SWNTs异质结构的制备
        4.3.3 Co-MoS_2纳米片的制备
        4.3.4 Co-MoS2/SWNTs异质结构的制备
    4.4 样品的表征
    4.5 电化学测试
    4.6 结果与讨论
    4.7 小结
5 结论
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于二维材料的分子晶体复合材料（英文）[J]. 黄晓,张华.  Science China Materials. 2015(01)



本文编号：3645611