【摘 要】
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二维层状过渡金属硫属化合物纳米片(TMD),是近年来发现的一种新型低维结构材料,层间通过范德华作用力而相互连接。由于层间各向异性的性质,TMD一般呈现出薄膜、纳米片、纳米管或者类富勒烯形状结构。丰富活性边缘位点的暴露使垂直状的TMD材料拥有很高的催化性能。然而,如何有效合成垂直状TMD材料是目前的一大挑战。本文通过化学气相沉积法(CVD)在FTO导电基底上一步法合成垂直状MoS2。研究发现,该方法
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二维层状过渡金属硫属化合物纳米片(TMD),是近年来发现的一种新型低维结构材料,层间通过范德华作用力而相互连接。由于层间各向异性的性质,TMD一般呈现出薄膜、纳米片、纳米管或者类富勒烯形状结构。丰富活性边缘位点的暴露使垂直状的TMD材料拥有很高的催化性能。然而,如何有效合成垂直状TMD材料是目前的一大挑战。本文通过化学气相沉积法(CVD)在FTO导电基底上一步法合成垂直状MoS2。研究发现,该方法制备得到的垂直状MoS2拥有丰富的边缘活性位点,电化学测试表征发现,此材料对于I3-能够起到很好的催化作用。更重要的是,这种特殊的垂直状结构拥有较高的反射性能,有利于入射光的吸收,从而增大电池的电流密度。当将其作为对电极材料应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)时,取得了7.5%的能量转换效率,优于Pt对电极的7.28%。为了进一步增加MoS2基DSSCs的光伏性能,本文利用CVD法,在还原氧化石墨烯(rGO)表面生长垂直状MoS2材料。冷冻干燥过程的处理使rGO呈现出多孔的结构,从而促进电解液的扩散。协同利用石墨烯结构的高导电性和垂直状MoS2的高催化活性,当将其作为对电极材料时,相应的DSSCs取得了7.78%的能量转换效率,高于单独MoS2基的效率。最后,本文通过改进的电弧放电法合成出了垂直TaS2纳米片,该方法合成简单,反应时间短。研究发现,该方法制备得到的TaS2晶型度高,质量好,片层厚度大约40 nm且呈现出3R结构类型。重点研究了不同反应时间对TaS2材料形貌结构的影响,揭示了其生长机理。该方法为TMD材料的合成提供了新的途径。
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