MoS2二硫化钼纳米片的制备与性能(2)
3.1. 反应时间对产品的影响 18
3.2. 反应温度对产品的影响 19
3.3. 反应物比例对产品的影响 21
3.4. 实验最佳组形貌分析 22
第4章. 结论 23
致谢 24
参考文献 25
第1章. 绪论
1.1. 引言
近十多年来，科学家们着力研究石墨烯及其复合物并且取得了非常大的成就，拥有独特化学结构的石墨烯成为此次成功的最大功臣，特别是它的二文层状结构。但在光催化领域，由于零带隙的特点，限制了石墨烯在某些方面的应用。一种类石墨烯化合物——二硫化钼，结构同样具有二文层状，并且具有一个较窄的带隙，由于类似石墨烯的二文层状结构以及一个较窄的带隙使很多科学家认在许多的领域二硫化钼会比石墨烯拥有更好的应用于发展前景。
利用高温固相反应，Tenne研究小组制备出富勒烯结构的二硫化钼[1]。这种过渡金属硫化物有特别的富勒烯结构，赋予了它十分优秀的新颖纳米尺度以及性能，并吸引了科学界的广泛关注，为探究并应用纳米二硫化钼铸成了坚实的基石。随着不断发展的纳米合成技术，科学家们合成并研究了各种二硫化钼纳米（例如纳米薄膜、纳米中空球、纳米带、纳米片、纳米管等）它们各自拥有不同的形貌。众所周知，材料的结构决定了材料的性能。可控合成形貌和尺寸相同的纳米级二硫化钼结构对于高性能二硫化钼材料的研究具有重要意义，因此纳米二硫化钼的合成以及其机理的探究越来越受到各研究人员的广泛关注。
如今，MoS2的合成方法主要有化学气相沉积法、嵌锂法、液相超声剥离法、高温硫化法及微机械剥离法等方法；但由于这些方法反应时间长，反应过程繁琐且毒害大以及对环境危害较大等缺点，难以满足大批量生产的需要。对此，探究快速大量制备MoS2纳米材料的方法已是相当必要。
本课题的研究目的是探究以（NH4)6Mo7O24•4H2O为钼源、硫脲为硫源，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为表面活性剂通过水热法制备MoS2纳米材料的反应条件，并研究产物的性质。
1.2. MoS2介绍
分子式为MS2是一类被称为过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDS）的物质，其中的M是属于IV族、V族或者VI的过渡金属元素。这类典型的三层式构造的化合物是由S-M-S层堆积组成的，即一个金属M层夹在两个S层之间。从晶体结构来看，每个M原子在八面体中为吹冰配位，M-S为原子间共价键，依靠较弱的范德华力来连接并形成相邻两层之间的多种构型。层内S-M-S的共价键结合力极强，可抵抗各类溶液的渗透，而层间的S-S键键能极弱非常容易易滑动，剥离也十分简单。由此而言，这类过渡金属二硫化物的各向异性较为优异并且摩擦系数较低[2]。这类构造，层间相对较弱，而层内间作用相对较强，这一特点为它的广泛应用打下了基础。其中有拥有吹冰方层状堆叠构造的过渡金属二硫化物，例如MoS2。
二硫化钼(MoS2)的片状结构类似石墨烯的构造，是常见的过渡金属硫化物之一，通常被广泛运用在摩擦润滑方面，因为它具有良好的润滑性质。除了作为润滑材料以外，在电催化制氢催化剂或者加氢催化剂方面，二硫化钼也被普遍在石油加氢脱硫、脱氮、加氢精制、制氢等方面加以应用中，是一种十分具有发展前景的电催化制氢催化剂和工业加氢催化剂。除此之外，MoS2也可以应用在锂离子电池正极材料、插层材料、超级电容器材料以及储氢材料等研究领域方面。人们意识到如果通过纳米技术将二硫化钼制备成纳米级尺度并且含有奇特形貌的构造，将有希望使得到的二硫化钼材料性能更为良好。所以，对于纳米级二硫化钼的研究已在世界范围内已经受到了普遍的重视。从不同的制备方法探索到探究进一步的合成机理，以及合成新颖的形貌（如无机富勒烯状、无定形纳米球纳米线[3]、纳米带、纳米花[4]、纳米管[5]和中空微球等）成为了当今研究的热点。
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