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二硫化钼(MoS2)是一种结构与石墨烯类似的层状过渡金属化合物。其层间通过范德华力堆叠在一起,形成了“三明治”结构,其中单层MoS2由S-Mo-S三个原子层构成。同时,MoS2是一种半导体化合物,具有比表面积大,吸附能力强,反应活性高等优点,所以常用作电化学催化及光催化的催化剂。又因其独特的层状结构,MoS2在能量储存以及复合材料等领域同样应用广泛。本文研究了二硫化钼及其复合材料的制备与性质,并对材料进行了形貌和结构的表征,同时将这些材料用作酶催化反应及氧电催化反应研究。第一章绪论本章首先介绍二硫化钼的结构、制备方法以及复合材料的制备与应用,然后在此基础上提出论文的研究内容和研究意义。第二章SDS-MoS2 NPs用于过氧化氢和葡萄糖的比色检测本章中,首先合成了具有过氧化物模拟酶活性的二硫化钼纳米粒子(MoS2 NPs),并就表面电荷对MoS2 NPs过氧化物模拟酶催化活性的影响进行研究。实验表明,与带正电荷的CTAB-MoS2 NPs或者未修饰的MoS2 NPs相比,带负电荷的SDS-MoS2 NPs具有最高效的过氧化物模拟酶催化活性,能够在过H202存在的条件下催化氧化过氧化物酶底物3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)并使其颜色变蓝。基于此,我们构建了一个新型传感器用于比色检测H202,该传感器的最低检测限为0.32μM。同时,该传感器可以用于高选择性和高灵敏检测葡萄糖。第三章MoS2 NPs-GO复合材料在葡萄糖比色检测中的应用研究本章中,通过MoS2 NPs和氧化石墨烯(GO)之间的静电吸附作用,制备了复合材料(MoS2 NPs-GO)。实验表明,由于MoS2 NPs 与 GO之间的协同作用,该复合材料具有比MoS2 NPs或GO更好的过氧化物模拟酶催化能力,能够在过氧化氢(H2O2)存在的条件下催化氧化过氧化物酶底物3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)并使其颜色变蓝。基于此,我们构建了一个新型的葡萄糖比色传感器,可以实现在0.5-100 μM范围内对葡萄糖线性检测,最低检测限为0.23μM,同时该传感器具有较高的选择性并可以实现血清中葡萄糖的检测。第四章MoS2/NG复合材料用于氧电催化还原反应的研究本章介绍了一种新型、高效的非贵金属复合材料用作氧还原反应(ORR)的催化剂。将通过简单水热法合成的氮掺杂石墨烯(NG),与由大尺寸MoS2通过超声剥离得到的微米尺寸的MoS2物理混合后,得到了MoS2/NG复合材料。研究发现,微米尺寸的MoS2本身对氧还原反应(ORR)的催化能力非常低。然而当MoS2与NG混合后得到的MoS2/NG复合材料具有卓越的ORR催化活性,并且在碱性溶液中该反应为4电子反应历程。这主要得益于较多裸露的活性位点、较低的电子传递阻力以及MoS2和NG之间的协同作用,从而使得MoS2/NG成为一种高效的ORR催化剂。