【摘要】：二維過渡金屬硫?qū)倩衔?TMDs)納米材料因其獨特的性質(zhì)促進了能源和探測領(lǐng)域的研究。一方面,TMDs作為常規(guī)電催化劑金屬鉑的替代品在電化學(xué)析氫(HER)領(lǐng)域為降低成本帶來了很大的希望,以TMDs作為電催化劑的研究在近幾年得到一個突飛猛進的發(fā)展,如何提高電催化劑的催化活性是當(dāng)前亟待解決的重要問題。另一方面,TMDs在光電探測器領(lǐng)域的應(yīng)用也越發(fā)廣泛,構(gòu)建高性能光電探測器是廣大科研人員的希望和目標(biāo)。本文主要研究了TMDs納米材料分別在電化學(xué)析氫和光電探測器兩個領(lǐng)域的特性,主要科研成果如下:(1)首次成功實現(xiàn)了在導(dǎo)電基底FTO上制備出ZnSe/MoSe_2復(fù)合納米管陣列,作為高效且無需使用粘結(jié)劑的HER電催化劑。這種復(fù)合的納米管陣列與純的MoSe_2納米球作為電催化劑相比,顯示出具有更小的Tafel斜率(73mV/decade)和更低的起始點位(68 mV),表明ZnSe/MoSe_2復(fù)合納米管陣列具備優(yōu)越的催化能力。這種電催化劑使得在析氫過程除了避免使用粘結(jié)劑,層間距得到擴展的MoSe_2和ZnSe異質(zhì)界面的能級調(diào)制有助于電子在兩種半導(dǎo)體之間的快速轉(zhuǎn)移,從而提高了電催化劑-電解質(zhì)界面的電催化活性,大大改善了HER性能。這項工作為通過設(shè)計半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)開發(fā)高性能的HER的電催化劑開辟了一種新的途徑。(2)利用溶液法制備了基于二維材料WS_2納米片的高靈敏高響應(yīng)速度的光電探測器。由于獨特的合成方法,制備的WS_2納米片具有層層堆疊特性,增強了光的吸收,并以此構(gòu)建成基于WS_2的二維-三維(2D-3D)可兼容的光電探測器。該器件在光照條件下顯示出了優(yōu)越的光電特性,具有~2×10~(12) Jones(Jones=cm·Hz~(1/2)W~(-1))高的探測率,響應(yīng)速度高達1.973/7.236μs,最重要的是該探測器在0 V偏壓光功率密度為1.55μW cm~(-2)的條件下達到了293.6%的超高的外部量子效率。器件性能優(yōu)于當(dāng)前所報道的WS_2光電探測器,簡單的材料的制備方法和器件制備工藝為高性能光電探測器的應(yīng)用提供了廣闊的前景。以上的研究結(jié)果表明,通過改變TMDs納米材料的結(jié)構(gòu)和形貌可以實現(xiàn)材料的不同特性,進而實現(xiàn)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【圖文】：

ZnO/ZnSe/MoSe2復(fù)合納米陣列的合成別取0.8 mmol二氧化硒溶于10 mL辛胺，0.4 mmol的三氧化鉬溶于，之后放入容積為 50 mL 的反應(yīng)釜中。將生長在 FTO 玻璃上的 Zn浸沒在上述兩種溶液當(dāng)中。密封反應(yīng)釜，，放入溫度為 185℃的的烘 后，取出反應(yīng)釜自然冷卻。取出生長有 ZnO/ZnSe/MoSe2納米陣列依次使用去離子水和酒精進行沖洗并放入氮氣流中進行干燥處理。的樣品放入具有氬氫氣環(huán)境的退火爐中 400 oC 退火 20 分鐘即可得品。ZnSe/MoSe2納米陣列的合成合成的 ZnO/ZnSe/MoSe2納米陣列放入稀釋的硫酸溶液中通過 H+ ZnO 核心刻蝕掉，最終生成 ZnSe/MoSe2復(fù)合納米管陣列。3 ZnSe/MoSe2復(fù)合納米管的表征ZnSe/MoSe2復(fù)合納米管的生成過程

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文到含有 Se-octylamine 和 Mo-octylamine 絡(luò)合物的有機生長溶劑在FTO玻璃上生長好的ZnO納米陣列連同F(xiàn)TO玻璃一起浸入有，由于 ZnSe 的溶解積常數(shù) (Ksp) 小于 ZnO 的溶解積常數(shù) (K以通過陰離子交換與 Se-octylamine 反應(yīng)[52，53]。在每根 ZnO 納米薄的 ZnSe，從而形成 ZnO/ZnSe 復(fù)合納米陣列。在熱溶劑的lamine 和 Mo-octylamine 絡(luò)合物反應(yīng)生成 MoSe2納米片。形成又沉積在 ZnO/ZnSe 復(fù)合納米陣列表面，從而形成 ZnO/ZnSe/M列。而沉積在高壓釜底部的 MoSe2形成納米球。將生成 ZnO/Z米陣列浸入稀硫酸溶液后，經(jīng)過酸刻蝕作用去除 ZnO 核oSe2復(fù)合納米管。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TQ426

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