本文關鍵詞： 二硫化鉬 碳納米管 對電極 銀 光催化 抗菌 太陽能電池　出處：《合肥工業(yè)大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：以二硫化鉬為研究對象,采用新的合成方法制備了二硫化鉬納米片、納米管及其復合物,探索了這些新材料在染料敏化太陽能電池、可見光催化降解及抗菌方面的應用。本文的研究內容總結如下：1.通過H2Si03剝離法制備了多孔二硫化鉬納米片。首先將正硅酸乙酯((TEOS)水解制成H2Si03溶膠和凝膠,將前驅體(四硫代鉬酸銨和硫脲)嵌入到H2Si03凝膠的模板中,以使MoS2的生長受到H2Si03凝膠的限制,當去除H2Si03模板后即得到MoS2納米片,它的厚度和比表面可以通過H2Si03的加入量來控制。按照摩爾比SiO2/MoS2=10的比例加入TEOS可以制備多孔的二硫化鉬納米片,其比表面積高達101.6 m2/g,可用作染料敏化太陽能電池(DSSCs)的對電極(CEs),該電極對13-/I-的轉化具有極好的催化活性并具有較小的阻抗,基于多孔二硫化鉬納米片對電極的染料敏化太陽能電池具有優(yōu)異的光電轉換效率。2.通過上述H2Si03剝離法按照摩爾比SiO2/MoS2=2.5的比例分別加入前驅體(TEOS、鉬酸銨和硫脲)制備出葉片形納米二硫化鉬。這種二硫化鉬納米片具有優(yōu)異的UV-visible-NIR吸收特性,并且在可見區(qū)的吸收峰明顯比紫外區(qū)吸收峰更強。因此,它可以被用于可見光輻照下甲基橙的氧化降解,實驗結果表明,它是一種性能優(yōu)良的光催化劑,溶液中H+的濃度與該催化反應中·OH自由基的形成密切相關,提高酸度能夠提高甲基橙的催化降解效率。3.以碳納米管和四硫代鉬酸銨溶液為前驅體,通過濕式浸漬和煅燒的方法,制備了均質包覆的CNTs-MoS2同軸納米管。為了使二硫化鉬在碳管表面的包覆層超薄而均勻,非離子性表面活性劑聚乙二醇(PEG)被分散在四硫代鉬酸銨溶液中,以改善溶液在碳管表面的乳化性和潤濕性,使溶液在碳管表面分散得更加均勻。由于該同軸納米管集成了碳管導電性和二硫化鉬催化性的優(yōu)點,因此,本文中它被用作染料敏化太陽能電池的對電極,結果分析表明,基于均質的CNTs-MoS2同軸納米管的對電極是13-/I-轉化的極好的催化劑,它具有較小的阻抗和優(yōu)異的循環(huán)伏安特性,用該對電極組裝的染料敏化太陽能電池具有極好的光電轉化效率(7.23%),它比基于Pt對電極的染料敏化太陽能電池效率(6.19%)更高。4.碳納米管表面預包覆二硫化鉬有利于銀離子的吸附,將CNTs-MoS2浸漬在銀溶液中,制備出均質包覆的載銀碳納米管。XRD和XPS的測試結果均表明,其表面的MoS2會與銀離子反應,從而為銀離子的吸附提供更多的活性位,促進銀顆粒在碳納米管表面的負載,UV測試表明,通過二硫化鉬輔助制備的載銀碳納米管對可見光具有很強的吸收性能。經抗菌測試發(fā)現(xiàn),所得產品具有優(yōu)異的光催化抗菌性能。5.以碳納米管為模板,以前文中制備的均質的CNTs-MoS2同軸納米管為前驅體,在850℃流動的CO2氣氛下煅燒以去除CNTs-MoS2同軸納米管中的碳組分,便可得到二硫化鉬納米管,所制備MoS2納米管的管壁厚度可以通過調整浸漬液((NH4)2MoS4溶液)的濃度來控制。研究表明,二硫化鉬納米管對銀離子具有極好的吸附性能。XRD測試表明載銀二硫化鉬納米管中含有二硫化鉬、單質銀和微量的Ag2S。吸附過程中銀離子與二硫化鉬不僅發(fā)生了氧化還原反應生成單質銀和三氧化鉬,還發(fā)生了硫原子與銀離子反應生成硫化銀的過程。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ136.12;TB383.1

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本文編號：1550561