MoS2量子点基功能化光电活性MOFs 的合成、性能研究及生物传感应用文献综述

 2022-11-11 04:11

1引言

过渡金属二硫化物二维层状材料1是一种与石墨烯有类似结构的二维纳米片材料,因独特的纳米片层结构导致其具有丰富的物理、化学性质。在被提出后便引起了人们广泛的研究,研究热度也逐年上升。该类材料的多样性、多功能性和可调性使其可应用到能量存储、析氨催化、光电子器件等众多领域。相对于石墨烯而言,MoS2晶体为半导体材料,由于量子尺寸效应,单层MoS2的带隙变宽,1.29eV的间接带隙变为1.90eV的直接带隙。这种可调节性的带隙使得 MoS2纳米片具有更好的应用前景,能作为下一代半导体器件的候选。

金属有机框架化合物(Metal–organic framework composites,简称MOFs)研究持续升温,文献数量呈井喷式增长。MOFs材料是由金属离子或者金属簇与有机配体通过配位键作用以及弱相互作用力的共同作用下,以模块组装式合成无限网络结构的聚合物多孔材料2。因为MOFs框架结构的较为稳定,具有多孔性、孔隙可调节性、易功能化、光电特性等特点,可以在有机催化,气体储存,化学传感器等领域有良好的应用前景3-5

本实验将MoS2量子点与MOFs复合,把所得复合材料进行测试,并于原材料相比较探究MOFs与MoS2量子点协同增效机制,并试图提出水相CO2电催化机理。

2二硫化钼

近几年对于零带隙的石墨烯的研究已经不能满足科研工作者对于某些方面的要求,开始着眼于带隙可控的过渡金属硫化物。通过量子尺寸效应,100nm以内改变其过渡金属硫化的尺寸来调控其带隙宽度。二硫化钼作为典型的过渡金属二硫化物,其特殊层状结构使得它的1.29ev的间接带隙随着层数的减少逐渐变宽,从而达到单层的1.90ev的直接带隙6。二硫化钼纳米化后,随着禁带宽度变宽,荧光强度的明显增强,所带来的是光电器件领域中应用前景。

二硫化钼为六方晶体层状结构,层内以共价键结合,层间依靠范德华力作用连接,晶体结构共有1T、2H、3R三种,其中1T和3R晶体结构为亚稳态,2H为二硫化钼稳定态,

2.1 二硫化钼纳米片的制备7-11

2.1.1微机械剥离法

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