分級結(jié)構(gòu)二硒化鉬納米材料的液相合成及性能研究.pdf

1、納米材料因其所具有的優(yōu)異性能和在物理、化學(xué)、生物等學(xué)科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，一直是材料界的研究熱點(diǎn)。近年來，由納米片、納米棒、納米線等組裝而成的分級納米材料的研究逐漸成為了納米材料領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，此方面的研究不但能為發(fā)現(xiàn)材料新的特異性提供很好的機(jī)會(huì)，也能為合成其它具有分級結(jié)構(gòu)的材料提供積極的指導(dǎo)作用。
　　作為一種具有典型層狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，MoSe2因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能逐漸成為了摩擦、太陽能電池、催化劑等領(lǐng)域極具開發(fā)價(jià)值的材料之一

2、。材料的形貌和結(jié)構(gòu)是影響其性能的主要因素，因此實(shí)現(xiàn)具有特殊結(jié)構(gòu)的MoSe2納米材料的可控合成對其性能和應(yīng)用的研究至關(guān)重要。本論文采用條件溫和、工藝簡單的水熱法，成功合成了由納米片組裝而成的實(shí)心微米球狀、納米花狀MoSe2分級結(jié)構(gòu)，以及MoSe2/TiO2納米復(fù)合材料，采用XRD、SEM、TEM等測試手段對材料的成分、形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并對相應(yīng)材料的摩擦學(xué)性能、電性能和可見光催化性能進(jìn)行了研究。具體研究工作如下:
　　(1)以鉬

3、酸鈉(Na2MoO4·2H2O)、硒粉為原料，硼氫化鈉(NaBH4)為還原劑，在無水乙醇/蒸餾水混合溶劑中通過水熱法于200℃、48 h的條件下一步合成分散均勻、尺寸均一的MoSe2實(shí)心微米球。對材料的表征結(jié)果顯示，所制備的MoSe2微米球的直徑約為1.0μm，整體呈核-冠結(jié)構(gòu);通過對不同反應(yīng)時(shí)間下所得產(chǎn)物的分析，提出了MoSe2實(shí)心微米球形核-定向生長-Ostwald熟化的生長機(jī)理;將200℃下反應(yīng)6h所制得的MoSe2納米材料作為石

4、蠟添加劑進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明MoSe2納米材料的加入能夠有效的改善基礎(chǔ)油的摩擦學(xué)性能。
　　(2)在(1)的制備基礎(chǔ)上，用PEG4000作為表面活性劑，在堿性條件下合成了直徑約為100 nm的MoSe2納米花，XRD分析結(jié)果表明，產(chǎn)物為純的MoSe2，具有典型的六方晶體結(jié)構(gòu);SEM和TEM分析結(jié)果顯示，MoSe2納米花由許多厚度為幾個(gè)納米的納米片相互交錯(cuò)形成，且具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu);通過研究PEG4000添加量、聚合度PEG、乙醇

5、/水體積比、水熱時(shí)間對產(chǎn)物形貌的影響，提出了MoSe2納米花的“PEG誘導(dǎo)Ostwald熟化”生長機(jī)制;用恒流充放電測試對MoSe2納米花作為鋰離子電池負(fù)極材料的電性能作了評價(jià)，結(jié)果表明，在100mA恒流電流下，MoSe2納米材料的首次充放電比容量達(dá)到1204.1 mAh/g，經(jīng)過25次循環(huán)后的比容量仍能保持在839.3 mAh/g，是一種較好的鋰離子電池負(fù)極材料。
　　(3)以氟鈦酸氨((NH4)2TiF6)為鈦源，與(1)中2

6、00℃下反應(yīng)6h所制得的MoSe2納米材料在水熱條件下進(jìn)行復(fù)合，制備了MoSe2/TiO2納米復(fù)合材料。對產(chǎn)物的分析結(jié)果表明，產(chǎn)物中所得的四方塊狀TiO2為銳鈦礦型TiO2，能與MoSe2良好復(fù)合;紫外-可見漫反射光譜分析表明，MoSe2的加入能使復(fù)合材料在可見光區(qū)產(chǎn)生吸收，且隨MoSe2添加量的增加，其對可將光的吸收程度增大;以羅丹明B溶液作為降解物，考察所制備的MoSe2/TiO2納米復(fù)合材料的可見光催化性能，結(jié)果顯示，該復(fù)合材料對