二硫化锡纳米材料的可控制备与结构稳定性研究文献综述

 2022-09-22 11:34:23

  1. 文献综述(或调研报告):

SnS2具有多种晶体结构,其中研究最广泛的是具有层状六方结构(晶胞参数a=5.3645nm,c=5.5898nm)[1]。每层的Sn原子与上下两层的S原子通过Sn-S共价键结合,而不同层之间的S原子则是通过范德华力相互作用[2]。由于范德华力较弱,使得锂离子可以嵌入到其中从而参与化学反应,因此,SnS2可作为锂离子电池负极材料,而其作为负极材料理论比容量可达1231 mAh/g。反应方程式为:

基于此,SnS2作为负极电极材料被广泛研究。另一方面,SnS作为电池负极材料也具有很高的理论比容量,但因为SnS电导率低、在充放电时存在大的体积膨胀使得还需投入很多的努力去克服这些问题[3]

SnS2是间接带隙半导体材料,禁带宽度为2.2eV。Huang[4]等研究了以SnS2作为半导体材料制作的场效应晶体管,结果表明,其制作的晶体管具有大的开关电流比和高的迁移率。SnS2作为光电材料在各种光电(光电探测器、光电导体、光致发光、光催化等)领域极具应用潜力。Geng[5]等研究了SnS2的光电性质,发现其光电流在光照条件下(365nm紫外光)比黑暗条件下大得多。

SnS2的制备

早期有日本早稻田大学的Osaka研究小组利用液相超声法制备了洁净度不同、晶粒各异的SnS2材料。发现通过控制反应物浓度可调整SnS2晶粒粒径大小,粒径越小则比容量越高[6]

Haodong Zhang等通过化学气相沉积法制备SnS2,详细阐明了二维SnS2的形核生长机理,实验中以SnCl4和H2S为前驱。发现在初始的成核阶段,形成的是几个孤立的单层二维SnS2域,紧接着便是SnS2的横向生长,同时保持高度恒定,他们认为这是由于SnS2晶体边缘反应性高于基面,在完成层闭合后,SnS2开始3D的生长,并伴随着螺旋生长[7]

Nazish Parveen等通过溶剂热法制备了不同形貌的SnS2纳米结构(片状、花状、椭球状),发现相比其他两种形貌,花状SnS2结构居于更高的比电容(约431.82F/g),这说明了不同的形貌结构对材料的电化学特性有着显著的影响[8]

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