自2004年Geim小組首次剝離出單原子層石墨烯以來,二維層狀材料迅速引起了科研工作者們的極大興趣。其具有很多優(yōu)點,如大的比表面積,高電子遷移率,豐富的活性位點等,這些優(yōu)點使其成為高性能電子器件研究的熱點材料之一。在眾多的類石墨烯二維層狀材料中,過渡金屬硫化物(TMDs)和過渡金屬碳/氮化物(MXene)最引人注目。本文以TMD(MoS₂)和MXene(Mo2C,Ti3C2)為重點研究對象,通過水熱合成法、化學氣相沉積法(CVD)和液相剝離法制備了特殊形貌的納米材料,并通過科學的研究方法探究其納米結構、形貌生長機理。基于材料的不同物理化學特性,探究了其在濕敏傳感和電催化析氫(HER)方面的應用。本文的主要內容和研究成果如下:1、少層樹枝狀二硫化鉬的濕度傳感性能研究我們報道了一種改進的化學氣相沉積方法生長樹枝狀少層MoS₂納米材料。生長的MoS₂晶體呈樹枝狀,具有分形和可調度。這種新型的分形樹枝狀的少層MoS₂相比于三角狀MoS₂,增加了結構的復雜性,并且暴露了更多的邊緣活性位點...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 二維層狀材料
    1.2 過渡金屬硫化物TMDs
        1.2.1 TMDs的基本結構及其特性
        1.2.2 TMDs的制備方法
    1.3 基于TMDs的復合納米材料
        1.3.1 基于TMDs的復合納米材料的制備
    1.4 基于TMDs的復合材料在濕敏傳感器和電解水析氫方面的應用
        1.4.1 濕敏傳感器的簡介
        1.4.2 電解水析氫的簡介
        1.4.3 TMD材料在濕敏傳感器和電催化析氫方面的應用
    1.5 二維MXene材料
        1.5.1 二維MXene材料的結構及其特性
        1.5.2 二維MXene材料的制備方法
        1.5.3 MXene及其復合物在電解水析氫方面的應用
    1.6 本文的工作
    參考文獻
第二章 少層樹枝狀二硫化鉬的濕度傳感性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗過程
        2.2.2 濕度傳感器的制作及其測試
        2.2.3 樣品表征設備
    2.3 結果與討論
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 碳包覆的空心二硫化鉬納米微球的電析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗和計算方法
        3.2.1 實驗過程
        3.2.2 表征設備
        3.2.3 計算方法
        3.2.4 電催化劑的制備及測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 材料形貌表征和結構分析
        3.3.2 氫吸附自由能的第一性原理計算
        3.3.3 電催化析氫性能分析
    3.4 本章結論
    參考文獻
第四章 二維手風琴狀Mo₂C(MXene)與MoS₂納米花復合的電催化析氫研究
    4.1 引言
    4.2 實驗和計算
        4.2.1 化學藥品和試劑
        4.2.2 實驗過程
        4.2.3 樣品表征設備
        4.2.4 電催化劑的制備及測試
        4.2.5 密度泛函理論計算
    4.3 結果和討論
        4.3.1 形貌與結構表征
        4.3.2 電催化析氫性能和理論計算分析
    4.4 本章總結
    參考文獻
第五章 TiOF₂納米球插層Ti₃C₂T_x-MXenes的電催化析氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗和計算方法
        5.2.1 實驗過程
        5.2.2 表征設備
        5.2.3 計算方法
        5.2.4 電催化劑的制備及測試
    5.3 結果和討論
        5.3.1 材料形貌表征與結構分析
        5.3.2 TiOF₂@Ti₃C₂T_x的合成機理
        5.3.3 電催化析氫性能及理論計算分析
    5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
攻讀博士學位期間的科研成果
致謝



本文編號：3828319