MoS2、MoO3和Co3O4納米片制備及氣敏和吸附性能.pdf

1、二維納米結(jié)構(gòu)具有大的比表面積和良好的分散性，能夠有效地提高氣敏、光催化降解和吸附等性能。在這樣的二維納米材料中，MoS2是繼石墨烯之后引起廣泛關(guān)注的層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)之一，屬于p型半導(dǎo)體，禁帶寬度為1.97 eV，具有廣闊的應(yīng)用前景;MoO3物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是n型半導(dǎo)體材料，禁帶寬度為2.9 eV，具有環(huán)境友好且成本低的特點(diǎn);Co3O4在常溫下禁帶寬度值為1.5 eV，是p型半導(dǎo)體材料，具有尖晶石結(jié)構(gòu)。因而制備上述三種材料的納米片，研究其

2、相關(guān)的性能和機(jī)理，如氣敏性能、光催化降解性能和吸附性能，對(duì)這類材料的應(yīng)用是一個(gè)很有意義的課題。本論文主要包括以下三方面:
　　第一部分利用水熱法制備出MoS2納米片層球結(jié)構(gòu)，研究了反應(yīng)物的配比、反應(yīng)時(shí)間、表面活性劑及反應(yīng)溫度等對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，并探究了納米片的生長機(jī)理。所制得的MoS2納米片球?qū)Χ装肪哂辛己玫臍饷粜阅?，在工作溫度?60℃時(shí)，對(duì)1000 ppm二甲胺的靈敏度達(dá)到7。雖然MoS2納米片球的光催化降解效果不明顯，但具

3、有良好的吸附性能:對(duì)10 mg/L的羅丹明B，在500 min時(shí)的吸附效率為96％，而市售的MoS2粉末吸附效率只有44.3％;對(duì)10 mg/L甲基橙，700 min時(shí)的吸附效率為96.6％，而市售的吸附效率僅為31.5％。MoS2納米片球氣敏性能和優(yōu)異的吸附性能主要與其納米片結(jié)構(gòu)良好的分散性有關(guān)，這種結(jié)構(gòu)不僅有利于載流子傳輸，而且在反應(yīng)過程中可以允許反應(yīng)物和產(chǎn)物的快速擴(kuò)散。
　　論文第二部分將MoS2納米片球燒結(jié)制備出MoO3納

4、米片，并研究了其氣敏性能。在340℃工作溫度下，所制備的MoO3納米片對(duì)二甲胺和四甲基乙二胺顯示了很高的靈敏度，在1000 ppm二甲胺和四甲基乙二胺氣體中，器件的靈敏度分別達(dá)400和996。與MoS2納米片球類似，MoO3納米片的光催化降解效果不明顯，但吸附性能較好，對(duì)10 mg/L亞甲基藍(lán)，在90 min時(shí)吸附效率能達(dá)到96.1％，而對(duì)10 mg/L甲基橙，120 min時(shí)吸附率達(dá)到97.4％。
　　論文第三部分通過水熱法制備

5、了Co3O4納米片，并研究了不同放置時(shí)間和燒結(jié)溫度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。從形貌上相比，放置兩天，350℃燒結(jié)時(shí)形貌最好。在氣敏性能測試中，產(chǎn)物都顯示了良好的選擇性和較快的響應(yīng)恢復(fù)性能。對(duì)100 ppm四甲基乙二胺，放置兩天，350℃燒結(jié)產(chǎn)物靈敏度是12，400。℃燒結(jié)產(chǎn)物靈敏度是10，而500℃燒結(jié)產(chǎn)物靈敏度只有4。此外，350℃燒結(jié)產(chǎn)物對(duì)100mg/L剛果紅染料5 min時(shí)吸附效率達(dá)到85％，1h時(shí)吸附效率達(dá)到100％。對(duì)同樣濃度剛果紅，