近年來,層狀化合物由于其特殊的結(jié)構(gòu)特性和在能源、電學(xué)領(lǐng)域的出色表現(xiàn),受到了廣泛關(guān)注。諸多層狀化合物都已經(jīng)開發(fā)出了優(yōu)秀的應(yīng)用,比如鋰電池電極材料、超級電容器、電催化、超導(dǎo)和微機電系統(tǒng)等等,這些材料以石墨烯、氮化硼和二硫化物等材料居多。同時,層狀化合物可以派生出很多衍生物,比如摻雜產(chǎn)物、插層產(chǎn)物和與其他材料的復(fù)合產(chǎn)物等等,同樣可以在能源和電學(xué)領(lǐng)域具有出色的表現(xiàn)。許多層狀化合物塊材,本身性質(zhì)并不突出,而一般通過剝層可以有效地加強其相應(yīng)的物理性質(zhì)。傳統(tǒng)剝層方法局限于堿金屬插層或堿金屬有機復(fù)合插層,然后進一步超聲剝離的形式。該種方法受限于超聲所引起的層內(nèi)斷裂,會導(dǎo)致片狀產(chǎn)物的面積較小。所以我們開發(fā)了一種新的,不依賴于超聲的剝層方法成功實現(xiàn)了層狀化合物的剝層。此外,我們以氧化石墨烯和納米硫化物TiS2為前驅(qū),構(gòu)建了一種以TiO2為電化學(xué)活性物質(zhì),石墨烯為增強性質(zhì)載體的,新型電催化復(fù)合材料。該材料的表現(xiàn)遠遠超過現(xiàn)有所有的Ti02基電催化材料的效果,并且已經(jīng)達到了大部分現(xiàn)有關(guān)于電催化析氧的前沿研究水平。本文的主要內(nèi)容包含三個部分:1.介紹層狀材料的研究歷史和現(xiàn)狀,概括介紹層狀材料在各個領(lǐng)域的應(yīng)用,不同... 

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

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－?２?（ａ）層狀過渡金屬二硫化物的典型結(jié)構(gòu)，包括２Ｈ、ＩＴ和ＩＴ’

烯還有化學(xué)摻雜，這些都取得過一定的成果，在一些案例中，曾達到過２００ｍｅＶ??的帶隙［４９－５１］。??因此，二硫化物所存在的帶隙一直是發(fā)展二硫化物強有力的推動力。像圖１－??２ｂ中展示的，二維過渡金屬二硫化物的帶隙一般都很寬，根據(jù)材料的不同，其范??圍可以從可見光延伸到紅外能量波段［５２］。大部分二硫化物單層都具有直接帶隙，??而除了?ＧａＳｅ和ＲｅＳ２，其他二硫化物塊材都是間接帶隙［５３－５４］。例如，單層Ｍ０Ｓ２??（１．８ｅＶ）、ＭｏＳｅ２?（１．５ｅＶ）、２Ｈ－ＭｏＴｅ２?（?ｌ．ｌｅＶ）、ＷＳ２?（２．１ｅＶ）還有?ＷＳｅ２?（?１．７ｅＶ）??都是直接帶隙，而塊材都是具有很小能量的非直接帶隙。大部分ＭＸ２材料具有??金屬相和半導(dǎo)體相［５５］。ＭＸ２材料室溫下的穩(wěn)定相是２Ｈ相，而１Ｔ相可以通過??Ｌｉ插層［５６］或電子束輻射［５７］獲得�；瘜W(xué)剝離的１Ｔ相Ｍ〇Ｓ２的電導(dǎo)率是半導(dǎo)體２Ｈ??相的１０７倍［５８］。對于ＷＴｅ２，其１Ｔ或１Ｔ’相在室溫下比２Ｈ相更穩(wěn)定［５９］。２Ｈ和??１Ｔ’相ＭｏＴｅ２可以很容易發(fā)生相互轉(zhuǎn)換，因為這兩種結(jié)構(gòu)的能量差非常小。除此??之外

經(jīng)過了一些年的研宄和發(fā)展，得到了具有優(yōu)秀表現(xiàn)的Ｍ〇Ｓ２二維薄膜傳感器。??這些薄膜傳感器在室溫下具有區(qū)別于許多過渡金屬硫化物的高開關(guān)電流比率和??電流飽和度。尤其是，電子遷移率為－ＳＯｃｒ＾Ｖ＾ｓ－１，電流密度達到？２５〇ｎＡ４ｉｍ，??這對于更需要這些性質(zhì)的薄膜傳感器來說是非常重要的。在一個通道長度為??０．５ｎｍ的柔性塑料襯底上，截止頻率超過５ＧＨｚ。首先，這對于相對較低遷移率??的Ｍ〇Ｓ２來說非常出乎意料，然而如果要達到最大操作頻率的話，需要很高的場??來實現(xiàn)，輸運能力是由在亞微米長度的通道上，飽和速度決定的［８０］。除此之外，??柔性單層ＭｏＳ２薄膜傳感器能夠承受高達１０００次的機械彎折�？偟膩碚f，融合??了高開關(guān)比率、飽和速度還有力學(xué)強度，這些使得Ｍ〇Ｓ２２有相關(guān)的過渡金屬二??硫化物對于低功率的先進柔性器件和可穿戴設(shè)備的薄膜傳感器的設(shè)計，具有很大??的吸引力。因此，利用化學(xué)氣相沉積合成的單層Ｍ〇Ｓ２作為接受信號的檢波器和??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Li4Ti5O12負極材料合成研究進展[J]. 王忠勤,李肖雅,伊廷鋒,岳彩波,諸榮孫.  電池工業(yè). 2012(03)
[2]二硫化鈦作為鋰離子電池負極材料的特性[J]. 陳仕玉,王兆翔,房向鵬,趙海雷,劉效疆,陳立泉.  物理化學(xué)學(xué)報. 2011(01)



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