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本工作主要围绕三个部分展开。在第-部分,研究重点是通过一步水热还原法制备二硫化钼/氧化亚铜纳米粒子(MoS2/Cu2O)多孔纳米复合物,并将其作为双功能材料应用于生物传感器和氧化还原反应中。由于p-型半导体氧化亚铜和n-型半导体二硫化钼的结合,二硫化钼/氧化亚铜纳米复合物在生物传感器和电化学催化剂方面都具有很大的应用潜力。此外,独特的三维类珊瑚多孔结构使得二硫化钼/氧化亚铜纳米复合物拥有大比表面积,从而显著地增强了材料的电催化性能。复合物的三维珊瑚状多孔结构以及组成通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、比表面积与孔隙率分析仪(specific surface&pore analysis instrument)以及X射线光电子能谱(XPS)表征得到,结果显示粒径在5-10 nm的氧化亚铜纳米粒子成功负载于二维的二硫化钼片层上,形成近似珊瑚结构的三维多孔纳米材料。电化学测试结果表明,由二硫化钼/氧化亚铜纳米复合物制备得到的双氧水生物传感器显示出宽线性检测范围、低检测灵敏度、高选择性和长程稳定性。同时,类珊瑚结构二硫化钼/氧化亚铜多孔纳米复合物也表现出优良的电化学催化性能。可以预见,这项工作中所采用的策略将不仅指导新型纳米复合材料的功能设计,而且还将扩大其在储能、废水处理、环境工程等方面的应用潜力。第二部分的研究主要围绕通过简单的一步水热合成法制备装饰有金纳米颗粒的二硫化钼片层(MoS2/AuNP)复合物,并将其用作可再充电的锂-氧(Li-02)电池展开。制备得到的的Li-O2电池表现出显著增强的比容量和循环效率,这归因于MoS2/Au NP纳米复合物的二维结构以及MoS2纳米片层结构和AuNP的协同催化效应。通过进行SEM,拉曼光谱和XRD分析测量,以确定由MoS2/Au NP纳米复合物Li-O2电池的放电后产物。结果证实,放电后许多Li2O小颗粒聚集在阴极的表面,其作为主要放电产物,可逆地形成于放电过程中。可以预见通过简单水热法制备得到的片层状半导体金属硫化物与金属纳米粒子的复合功能材料,有望进一步应用于催化、表面增强拉曼散射、能量存储和生物传感器。第三部分主要介绍通过简单的一步水热法制备得到锚定有超分散氧化锡纳米点(SnO2ND)的氧化还原石墨烯复合物(G/SnO2ND),并进一步用作准固态钠离子电容器(NIC)的负极材料。NIC的出现被认为是在电化学电容器领域中增加能量密度和降低成本时代的开始。然而,找到合适的低成本和优异电化学性能的负极材料是现阶段最大的挑战。本实验利用一步水热法制备得到的G/SnO2ND,其在0.5 Ag-1的电流密度下表现出276 Fg-1的高可逆比容量以及优异的速率性能和循环稳定性。同时,利用钠离子导电凝胶聚合物(N-GPE)电解质组装多壁碳纳米管作为正极以及G/SnO2ND作为负极所获得的NIC显示出最大能量密度86 Wh kg-1(在功率密度955 W kg-1 下)和最大功率密度4100 W kg-1。在900次充电/放电循环之后,所获得的电容在0.5 Ag-1的电流密度下可保持其原始值的95%。值得注意的是,通过本实验策略大规模的生产G/SnO2ND,在降低钠离子电容器成本中迈出了重要的一步,这也将为其实际应用提供极大的吸引力。