二硫化钼基纳米材料的制备及光、电催化性能的研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:maitianquan159
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21世纪,能源危机与环境污染日益严峻,新能源的开发与环境污染的治理日益受到广泛重视,这些问题的解决离不开高效催化剂的使用。以MoS2为代表的二维过渡金属硫化物(TMDs)由于具有特殊的能带结构、半导体性质以及良好的热稳定性等,在电化学能量储存转化、光学、电学器件等诸多领域具有广阔的应用前景,引起了广大研究者们的兴趣。但是,MoS2存在导电性差、活性位点少以及易团聚堆叠等缺陷而限制了其应用。本论文中,我们采用晶型调控、掺杂、与二维材料形成异质结等方法对MoS2进行改性,提高MoS2的光、电催化性能。主要研究内容有以下几点:1.采用吡啶离子液体[BPy]Br辅助水热法制备了高1T含量的MoS2纳米材料,由于离子液体的位阻效应和芳环的相互堆积作用在制备过程中促使MoS2由2H相向1T相转变,从而提高MoS2中金属1T晶型的含量,使MoS2中金属1T晶型含量可以达到91.9%,并且改善了MoS2的电催化析氢的反应的活性,离子液体辅助合成的MoS2(在10 m A·cm-2的电流密度下)的过电势可达到259 m V,低于单纯的MoS2的422 m V的过电势。2.通过水热法将MoS2与g-C3N4的复合,形成MoS2和g-C3N4的异质结结构,用其对罗丹明B和亚甲基蓝染料污水进行光催化降解。实验证明,对于40mg/L的亚甲基蓝和罗丹明B染料降的解率可以达到99%和92%。3.通过P和g-C3N4与MoS2复合,形成的P-MoS2/g-C3N4复合材料具有较高的电催化析氢活性,在10 m A·cm-2的电流密度下的过电势可以达到187 m V,Tafel斜率可以达到39 m V·dec-1,并且具有较好的稳定性。
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