本文選題：高速剪切法 + MoS2納米片��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：二維納米材料具有原子或分子的厚度。與塊狀材料相比,它能夠展現(xiàn)出一些優(yōu)異獨(dú)特的性質(zhì),具有巨大的功能應(yīng)用潛力。不同于石墨烯的導(dǎo)電性,二維納米鉬化合物是具有很大應(yīng)用前景的半導(dǎo)體材料。本文研究了兩種二維納米鉬化合物:Mo S2納米片和Mo O3-x納米片。Mo S2納米片與塊狀材料相比,由間接帶隙轉(zhuǎn)為直接帶隙,這種改變使其對(duì)電、磁、光等能產(chǎn)生一些特異的反應(yīng)。Mo O3-x納米片具有普通半導(dǎo)體不具備的可調(diào)制的局域表面等離子共振效應(yīng)(LSPR),這使其在電學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域能夠產(chǎn)生極大的應(yīng)用潛力。本文制備了Mo S2納米片、Mo O3-x納米片及其增強(qiáng)聚合物基功能復(fù)合材料,并探究了它們所具有的新型功能特點(diǎn)。一是利用Mo S2納米片熒光信號(hào)會(huì)隨其產(chǎn)生的應(yīng)變出現(xiàn)變化的特點(diǎn),通過測(cè)試Mo S2納米片/聚合物復(fù)合材料熒光信號(hào)的變化,達(dá)到非接觸式測(cè)量這類復(fù)合材料應(yīng)變的功能。二是利用Mo O3-x納米片可調(diào)的LSPR效應(yīng),制備了具有可調(diào)LSPR效應(yīng)的三維塊狀復(fù)合材料。采用高速剪切工藝對(duì)普通液相超聲分散進(jìn)行了優(yōu)化,以Mo S2塊狀材料為原料、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的NMP為分散溶劑,剝離分散制備了Mo S2納米片懸浮液。對(duì)該懸浮液進(jìn)行了紫外-可見吸光光譜、熒光光譜的表征。結(jié)果顯示高速剪切優(yōu)化法制備的Mo S2納米片懸浮液具有更強(qiáng)的吸光性能和熒光性能,表明該法具有明顯的優(yōu)化效果。對(duì)懸浮液中的Mo S2納米片進(jìn)行了熒光光譜、Raman光譜和微觀形貌分析。結(jié)果顯示:Mo S2納米片的熒光信號(hào)明顯增強(qiáng),主峰位置在652nm,對(duì)應(yīng)帶隙寬度為1.9e V;其Raman光譜的兩個(gè)特征峰的間距變小;大部分Mo S2納米片的平面尺寸在幾百納米到幾微米,厚度約為幾納米。利用共混法和Layer-by-Layer(LBL)法分別制備了Mo S2納米片/epoxy和Mo S2納米片/TPU復(fù)合材料,對(duì)其進(jìn)行了熒光光譜、力學(xué)性能和微觀形貌的表征。研究與討論了不同聚合物基體、不同制備方法對(duì)基于Mo S2納米片的聚合物基復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果顯示:這兩類復(fù)合材料均具有明顯的熒光信號(hào),表明這兩類聚合物不會(huì)影響Mo S2納米片的帶隙結(jié)構(gòu);因?yàn)榄h(huán)氧樹脂脆性較大,且Mo S2納米片在其中無序排列,導(dǎo)致Mo S2納米片/epoxy的熒光信號(hào)并沒有隨應(yīng)力發(fā)生明顯變化,但因?yàn)镸o S2納米片韌性較好及其對(duì)環(huán)氧樹脂彌散強(qiáng)化的緣故,Mo S2納米片/epoxy的韌性得到提升;LBL法在制備Mo S2納米片/TPU時(shí)可以使Mo S2納米片平鋪在彈性優(yōu)異的TPU中,當(dāng)多次旋涂制備Mo S2納米片薄層時(shí),Mo S2納米片/TPU的熒光信號(hào)能夠隨其產(chǎn)生的應(yīng)變而發(fā)生變化。采用高速剪切法,以Mo S2塊狀材料為原料、化學(xué)反應(yīng)活性較高的乙醇/水溶液為分散溶劑,制備了Mo O3-x納米片懸浮液。反應(yīng)原理是:高速剪切先引起Mo S2納米片從塊狀材料上剝離分散;接著引起水分子產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的OH*自由基,將Mo S2納米片氧化為Mo O3納米片;然后乙醇將Mo O3納米片還原,溶液中存在的H原子插層進(jìn)入Mo O3納米片層間,生成Mo O3-x納米片。對(duì)該懸浮液進(jìn)行了LSPR光譜的測(cè)試,結(jié)果表明這種懸浮液具有明顯的LSPR效應(yīng),LSPR峰值位于可見光或近紅外波段。紫外線輻射能夠促使更多的H原子插層進(jìn)入Mo O3-x納米片當(dāng)中,對(duì)Mo O3-x納米片懸浮液的LSPR光譜進(jìn)行調(diào)制。對(duì)懸浮中的Mo O3-x納米片及相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行了微觀形貌、XPS能譜和Raman光譜的表征與分析。微觀形貌顯示Mo O3-x納米片的平面尺寸在100nm 150nm,厚度約為5 8nm;Mo O3-x納米片中大部分原子排列呈非晶態(tài),少部分呈現(xiàn)晶態(tài)。XPS結(jié)果顯示Mo O3-x納米片中的Mo具有+6、+5和+4三種價(jià)態(tài),S以SO4-2形式存在;Raman光譜進(jìn)一步證明制備的懸浮液中含有Mo O3-x。利用共混法制備了Mo O3-x納米片/epoxy、Mo O3-x納米片/TPU復(fù)合材料。Mo O3-x納米片/epoxy保持了可調(diào)的LSPR效應(yīng),紫外線輻射和一定溫度的加熱可以調(diào)制其LSPR光譜。Mo O3-x納米片/epoxy中的殘余的氨基(-NH2)具有還原性且可以提供活潑氫進(jìn)行插層,是引起了這類復(fù)合材料具有可調(diào)LSPR效應(yīng)的關(guān)鍵。Mo O3-x納米片/TPU復(fù)合材料中不具備這類官能團(tuán),因此也不具有LSPR效應(yīng)。
[Abstract]:In this paper , the properties of Mo S2 nanosheets and Mo 2O 3 - x nanosheets are studied . In this paper , Mo 2O 3 - x nanosheets / TPU composite were prepared by high speed shearing .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332

【參考文獻(xiàn)】

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1 宮方方;李繼文;魏世忠;徐流杰;;水熱合成法制備六方相三氧化鉬(h-MoO_3)及其電化學(xué)性能[J];粉末冶金工業(yè);2013年01期

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本文編號(hào)：1821092