超臨界二氧化碳誘導(dǎo)的二硫化鉬的相轉(zhuǎn)變及其應(yīng)用.pdf

1、超薄二維材料領(lǐng)域的興起和快速發(fā)展使其在催化、生物、電子和光電領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，其中二硫化鉬（MoS2）作為一種典型的層狀過渡金屬硫?qū)倩衔锞哂凶吭降睦砘再|(zhì)，在許多領(lǐng)域擁有極大的應(yīng)用潛力。層狀MoS2主要分為兩相：2H相和1T相。其中2H相為半導(dǎo)體相，1T相為金屬相。相對于2H相，1T相具有更高密度的活性位點和催化活性，但是由于其制備方法主要依賴于堿金屬離子插層，電子輻射等，而這些制備方法在材料的制備和應(yīng)用時都會存在一些不足，所以

2、尋求一種高效、簡便、綠色的相轉(zhuǎn)化方法仍然是現(xiàn)存的一個巨大挑戰(zhàn)。超臨界流體做為一種傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的替代溶劑，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于納米材料的制備當(dāng)中。超臨界 CO2由于其臨界點容易達(dá)到，具有低粘度、低表面張力和高擴(kuò)散性等優(yōu)點，并且通過調(diào)節(jié)溫度和壓力等條件可以大幅度地改變?nèi)軇┍旧淼男再|(zhì)，而單層MoS2對CO2分子又具有很強(qiáng)的吸附能力，本文研究了MoS2和CO2間的相互作用，使層狀MoS2與CO2分子之間發(fā)生反應(yīng)，并對發(fā)生相轉(zhuǎn)化的MoS2進(jìn)行了光電催

3、化和電催化領(lǐng)域的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下：
　　1）超臨界CO2誘導(dǎo)的MoS2的1T相轉(zhuǎn)變及其光電催化領(lǐng)域的應(yīng)用
　　通過對已剝離的單層或少層MoS2納米片進(jìn)行刺激，由于不同相對CO2分子吸附能的不同，成功誘導(dǎo)部分穩(wěn)定的2H相轉(zhuǎn)化成1T相從而合成1T@2H-MoS2平面異質(zhì)結(jié)。理論計算和實驗結(jié)果闡明了超臨界二氧化碳促進(jìn)二硫化鉬進(jìn)行相轉(zhuǎn)化并使其穩(wěn)定的機(jī)理。由于金屬1T相的引入增加了載流子在電極間的傳輸效率，使載流子更快地轉(zhuǎn)移到具有催

4、化活性的位點上，減少了光生電子空穴的復(fù)合幾率，延長了光生載流子的壽命，最終大大提高了其在光電催化方面的表現(xiàn)。該方法通過卸壓后可以得到純凈的MoS2平面異質(zhì)結(jié)分散液，避免了傳統(tǒng)鋰離子插層時間長效率低的流程，和復(fù)雜的后期處理過程。
　　2）超臨界CO2誘導(dǎo)的MoS2非晶化轉(zhuǎn)變及其電催化制氫應(yīng)用的研究。
　　我們通過高溫超臨界CO2的輔助，將晶體二硫化鉬非晶化，使用超臨界CO2與水反應(yīng)形成具有腐蝕性的碳酸，破壞MoS2原有的晶格結(jié)