论文部分内容阅读
二硫化钼（MoS2）是一种典型的类石墨烯二维材料,具有独特的电学、光学、热学和力学性质,以及大的比表面积,在储能、催化、传感等领域有潜在应用。本论文以纳米MoS2为研究对象,主要针对二硫化钼在电化学生物传感器和电解水催化析氢应用中存在的问题和不足,分别采用微波水热法制备有硫脲修饰的二硫化钼纳米片并用于细胞检测;同时,改进水热法制备具有1T型晶体结构的MoS2纳米片,增加MoS2活性位点,提高催化析氢活性。本论文主要工作内容具体为:一、基于二硫化钼纳米片原位表面修饰构建高效电化学细胞传感器。利用微波法一步合成了有硫脲修饰的二硫化钼纳米片（TU-MoS2）,该方法高效简单,构建传感界面步骤简便,并且在材料修饰过程中不易破坏本身的形貌结构与目标分子,同时提高生物相容性。TU-MoS2构建的电化学生物传感器表现出优异的性能,在HepG2细胞浓度范围为50106 cell mL-1中呈现良好的线性关系,确定系数（R2=0.991）,检测限达50 cells m L-1。二、水热法合成钒掺杂二硫化钼复合材料。水热/溶剂热作为一种自下而上的合成方法,已被证明是一种有效的MoS2纳米结构制备方法。工作以过渡金属钒为掺杂元素,通过水热法制备了V-MoS2纳米片,经过酸处理后改变其晶体构型,使催化剂表现出金属性质,从而提高催化性能并研究其的作用机理。优化掺杂量、溶剂比例、反应时间等反应条件,确定活性最佳的样品并对其进行系统表征及析氢性质综合测试。该催化剂在酸性电解水制氢反应表现了优异的催化性能,电流密度为10 mA cm-2时,过电位仅为154 mV。三、初步探索其他硫化物析氢催化剂,如硫化镍,并对其进行形貌表征和性能测试。综上所述,本论文研究了MoS2作为电化学传感器和析氢催化剂的电催化性能。针对二硫化钼的缺点,进行结构设计与调控,为开发高效、经济的电化学生物传感器和电催化析氢催化剂提供了制得借鉴的方法和思路。