二硫化钼-碳点复合材料制备及其电化学性能研究

二硫化钼-碳点复合材料制备及其电化学性能研究闫煜王子威吴海燕夏芯桑敏黄青双刘君---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---摘要:采用溶剂热法制备MoS2-CDs复合材料,以相同方法制备MoS2-200和CDs,分别对它们进行电化学性能分析,结果表明MoS2-CDs复合材料的电化学性能较优。采用扫描电子显微镜(SEM)观察所制备的MoS2-CDs的形貌,结果表明该复合材料呈片状。采用单因素法考察MoS2-CDs制备过程中的影响因素,以X射线衍射技术、循环伏安法及电化学阻抗技术表征MoS2-CDs的结构和电化学性能;分别考察反应物原料摩尔比为1:2、2:1、4:1,反应温度为180℃、190℃、200℃,反应时长为10h、12h、14h,制得MoS2-CDs的性能。结---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---果表明,反应原料摩尔比2:1、反应温度200℃、反应时长12h的条件下,所制得MoS2-CDs的电化学性能最优。关键词:二硫化钼;碳点;电化学性能:TB34:A:2095-7394(2021)02-0088-07随着纳米技术的发展,二维纳米材料近年来受到越来越多地关注,2D型纳米材料二硫化钼(MoS2)成为继石墨烯之后的又一研究热门[1-3]。单层MoS2是一个二维六方晶格结构,一个单原子Mo平面层被夹在两个具有相二维六方晶格的单原子S平面之间[4-5]。单层MoS2的导电性较差,将其和碳基材料(如多孔碳、石墨烯、碳纳米管等)复合,可以有效克服该问题[6]。有研究表明,碳点(CDS)是量子尺寸小于10nm的一种碳纳米材料[7],具有稳定的光致发光性、良好的生物相容性[8]、优异的水溶性[9]、显著的电化学活性和低毒性[10],已被广泛应用于光电学、生物成像、药物传递、太阳能技术和光伏发电等领域。由于其具有表面积大、制备简单和丰富含氧官能团[11]等特点,已有研究者对其在电化学领域的应用进行了探索。壳聚糖(CS)是一种无毒、无致癌、无免疫原性、通用的亲水性阳离子天然多糖[10,12],可以作为丰富的碳材料来源[13]。有文献报道[14],以壳聚糖为原料,通过一步水热法可制备氮掺杂碳材料。本研究根据文献[15]提供的研究方法,以溶剂热法制备了MoS2-CDs复合材料;以扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)技术表征所制备材料的形貌和结构;以循环伏安法及电化学阻抗技术评价所制备材料的电化学性能,从而得到电化学性能较优的复合材料。1实验材料及设计1.1主要试剂MoS2和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为上海麦克林有限公司生产;CS、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、铁氰化钾、氯化钾、无水乙醇均为国药集团化学试剂有限公司生产;丙酮、乙酸、乙二醇为江苏强盛功能化学有限公司生产。1.2实验仪器以裸玻碳电极(BareGCE)或修饰后的玻碳电极为工作电极,铂丝为辅助电极,Ag/AgCl为参比电极,用CHI760E型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司制造)进行循环伏安扫描和电化学阻抗谱的分析;采用日立SU8010型扫描电子显微镜(SEM)(日本日立公司制造)对所制备的材料进行形貌表征;采用XPERTPOWDER型X射线衍射仪(XRD)(荷兰帕纳科公司制造)对所制备的材料进行结构表征。1.3MoS2-CDs复合材料的制备---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---在制备MoS2-CDs之前,先对MoS2原材料进行处理[15]。采用液相剥离法,并通过研磨对块状的MoS2进行辅助剥离。称取0.1000g的MoS2和0.0500g的CS,用移液枪移取500μL的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(ILS,离子液体),一起放入玛瑙研钵中,充分研磨1h;研磨后放入离心管中,加入丙酮,放入离心机,以10000r/min离心清洗3次、每次10min;再用0.5%的乙酸溶液清洗3次;离心产生的沉积物用去离子水分散,再以10000r/min离心1次;离心后弃去沉积的块状MoS2,将上层液体继续离心,移取墨绿色液体,下层即为剥离后的MoS2-CS复合材料。将上述制备的MoS2-CS材料用40.00mL乙二醇分散,磁力搅拌30min;之后,将黑色液体全部移入不锈钢高压反应釜中,在200℃下反应12h;反应结束后,冷却到室温,弃去上层液体,将下层沉积物移至离心管中,分别用去离子水和乙醇各清洗3次;清洗之后放入60℃真空干燥箱中干燥24h,即得MoS2-CDs复合材料。以上...

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