因獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和多型性特征,過(guò)渡金屬硫、硒化合物及其復(fù)合材料富有多種功能和卓越前景,近年來(lái)廣受關(guān)注。特別在能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存等研究和應(yīng)用領(lǐng)域,如電催化水解產(chǎn)氫和產(chǎn)氧、超級(jí)電容器、鋰離子和鈉離子等多種離子電池等體系中,過(guò)渡金屬硫、硒化合物及其復(fù)合材料有著巨大的發(fā)展?jié)摿�。其�?二元、三元過(guò)渡金屬硫、硒化合物的組成和結(jié)構(gòu)相對(duì)不太復(fù)雜,并且其電化學(xué)等相關(guān)性能極易因材料的組成、形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)、甚至電子結(jié)構(gòu)等參數(shù)的改變而得到有效的調(diào)控和優(yōu)化,這便極大地豐富了二元、三元過(guò)渡金屬硫、硒化合物及其復(fù)合材料在能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存等領(lǐng)域的發(fā)展空間。本論文旨在通過(guò)膠態(tài)的熱液注射等濕化學(xué)合成方法控制制備出多種結(jié)構(gòu)新穎的二元、三元過(guò)渡金屬硫、硒化合物及其復(fù)合納米材料,研究其組成、結(jié)構(gòu)、及構(gòu)效關(guān)系,調(diào)控和優(yōu)化所制備的過(guò)渡金屬硫、硒化合物納米材料的電化學(xué)反應(yīng)活性,提高其在能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存中的理論和應(yīng)用性能,進(jìn)而挖掘和拓展材料的實(shí)際開(kāi)發(fā)價(jià)值。本論文取得的主要研究進(jìn)展如下:1.發(fā)展了一種具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)合納米材料的熱溶注入合成方法,實(shí)現(xiàn)MoSe2/Bi2Se3復(fù)合納米材料的控制制備。通過(guò)將拓?fù)浣^緣體引入到電化學(xué)活性材料中,用以... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：175 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１水熱和溶劑熱合成路線示意圖［２１］

?第一章二元、三元過(guò)渡金屬硫、硒化物及其復(fù)合納米材料的研究進(jìn)展???議囊??ｔｅ論??麵■圓??圖１．２通過(guò)水溶液（ａ，ｂ）以及乙醇水溶液（ｃ，ｄ）所制得的ＣｏＳ產(chǎn)物在低／高放大倍數(shù)下的??ＦＥＳＥＭ照片【２３】；ＣＬＥＴＭｏＳ２材料的ＳＥＭ?（ｅ）、ＳＴＥＭ?（ｆ）以及ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ與其相應(yīng)元??素的?ＤＥＸ?Ｍａｐｐｉｎｇ?等照片（ｇ）?［２３］。??Ｚｈａｎｇ等人［２］成功制備了具三維放射狀的Ｍ〇Ｓ２納米微球，合成路徑如圖１．３ｈ??所示，即，將（ＮＨ４）６Ｍｏ７〇２４＊４Ｈ２０、ＮＨ２ＣＳＮＨ２和聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）溶解??在去離子水中形成均勻溶液，其中，（ＮＨ４）６Ｍｏ７０２４＊４Ｈ２０可分解為超�。停铮希{??米片并與ＮＨ２ＣＳＮＨ２反應(yīng)生成ＭｏＳ２納米片。與此同時(shí)，由于少層ＭｏＳ２納米片??具有較大的表面能，ＰＶＰ會(huì)緊密地吸附在其（００２）晶面上以防止納米片堆疊聚??集。有趣的是，體系中的ＰＶＰ組份還能起到驅(qū)動(dòng)二維納米片組裝成為三維納米??微球的作用。經(jīng)過(guò)上述水熱反應(yīng)后，該課題組如期得到了圖１．３ａ－ｇ所表征物相和??形貌的ＭｏＳ２產(chǎn)物。特別地，納米片延ｃ方向的厚度大約為３．９?ｎｍ，對(duì)應(yīng)于５個(gè)??Ｓ－Ｍｏ－Ｓ納米層，樣品中，每個(gè)由納米片按放射狀組裝成的單分散的三維ＭｏＳ２??納米微球的直徑約為２００?ｎｍ。??３??

?第一章二元、三元過(guò)渡金屬硫、硒化物及其復(fù)合納米材料的研究進(jìn)展???擊■?ｉＵｉｒ??Ｉ?ｍｇｍｕｉ?鑛絕夂？弋？??ｋ一？?Ｃ＂：?？？？＊?Ｗ?ａ?Ｍｏ?＾?Ｓ?Ｍｔ＾”Ｍ〇ｓ＊ｋｍ＊???圖１．３三維放射狀ＭｏＳ２納米微球的ＸＲＤ衍射花樣（ａ）、低放大倍數(shù)ＦＥＳＥＭ照片（ｂ）??和ＴＥＭ照片（ｃ）、高放大倍數(shù)ＴＥＭ照片（ｄ），?（ｄ）圖中區(qū)域１和２分別對(duì)應(yīng)的ＨＲＴＥＭ照??片（ｅ，ｆ），從［１１０］和［００１］方向觀察到的超�。停铮樱驳慕Y(jié)構(gòu)模型（ｇ），三維放射狀ＭｏＳ２納米??微球的合成路徑（ｈ）?Ｗ。??１．２．２溶劑熱法??溶劑熱制備法與水熱制備法的操作手段相同，對(duì)于前驅(qū)源的選擇也非常相??似，只不過(guò)溶劑熱制備法中前驅(qū)源的反應(yīng)介質(zhì)常為高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑而非水體系，??如，ＤＭＦ、吡啶和辛胺等（如圖１．１所示）。具體地，將溶解在適當(dāng)溶劑中前驅(qū)??源轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜后，于合適溫度下反應(yīng)數(shù)小時(shí)便可??得到目標(biāo)納米產(chǎn)物［２１］。??Ｙｕ等人［２５］的研宄表明，Ｎｉ－Ｃｏ基普魯士藍(lán)（Ｎｉ－Ｃｏ?ＰＢＡ）與硫代鉬酸銨在??ＤＭＦ中經(jīng)過(guò)溶劑熱反應(yīng)后，可得到形貌新穎的鎳、鈷摻雜的Ｍ〇Ｓ２納米材料??（Ｎｉ－Ｃｏ－ＭｏＳ２），如圖１．４?（左圖）所示。通過(guò)ＦＥＳＥＭ表征可知，Ｙｕ等人制得??的Ｎｉ－Ｃｏ－ＭｏＳ２材料形貌均一，平均尺寸大約為４４０ｎｍ，其整個(gè)表面被超薄的納??米片所覆蓋。有趣的是，經(jīng)產(chǎn)物的ＴＥＭ照片進(jìn)一步確定，該Ｎｉ－Ｃｏ－ＭｏＳ２實(shí)則??為中空的納米盒子結(jié)構(gòu)，盒子壁厚度約為２０ｎｍ。為了深入研究Ｎｉ－Ｃｏ－ＭｏＳ２納??米盒子的形成過(guò)程，Ｙｕ等人收集了處于不同時(shí)間間隔的


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