二硫化钼二维原子晶体化学掺杂研究进展
[课外阅读]二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展
![[课外阅读]二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/a675e13aad02de80d4d840ac.png)
[课外阅读]二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进
展
近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室邓德会副研究员、包信和院士团队成功实现了对二维硫化钼原子晶体材料多尺度结构和电子性质的调控。
相关研究成果发表在英国自然·通讯。
二维硫化钼因其独特的物理和化学特性，在光、电及传统多相催化中极具应用前景。
如电催化分解水制氢反应存在气（H2）、液（H2O）、固（catalyst）三相界面，需要对其结构和电子性质进行多尺度调控和优化，以使其具备优异的本征活性和适宜的表面结构。
该研究团队利用“自下而上”合成方法，以二氧化硅纳米小球作为硬模板，直接化学合成得到了均一的介孔泡沫状硫化钼材料，实现了性质在三重尺度上的有效调控：（1）在宏观尺度上，均一的介孔孔道有助于反应物（H3O+）和产物（H2）的传输，更加亲水的表面有利于催化剂活性位的接触；（2）在纳米尺度上，介孔框架内定向垂直生长的硫化钼纳米片层提供了丰富的边缘催化活性位；（3）在原子尺度上，在前期将单原子催化剂引入二硫化钼骨架内的基础上，将过渡金属钴原子引入到硫化钼平面内，替代部分钼原子，有效修饰了表层硫原子的电子结构，激发了表层硫原子的本征催化活性，同时，存在一个适中的钴原子掺杂量（16.7%）使催化活性调变至最优值。
基于此
多尺度调控得到的规整介孔硫化钼基催化剂表现出了优异的酸性电解水制氢性能，展示出其可替代贵金属催化剂的潜力。
该工作提出的多尺度结构和电子性质调控策略为二维硫化钼在催化领域的研究和应用提供了新的研究思路，也为其它类似二维催化材料的设计与开发提供了借鉴。
二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用
二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用摘要：自从石墨烯问世以来，与其结构类似的二维层状纳米材料在众多研究领域引起了更为广泛的关注。
二硫化钼是一种典型的二维瞬态过度金属层化合物，由范德华力连接。
由三层共价S-mo-S原子层组成。
二硫化钼转变为具有优异半导体性能的二维超薄结构材料。
固体材料的带宽不仅增加了1.29ev，而且电子结构也从间接带宽隙变为直接带宽隙。
同时，二硫化钼在光电子器件中表现出优异性能。
二维结构的二硫化钼在锂离子电池和催化剂中有着广泛的应用，二维结构的二硫化钼材料因其优异的性能近年来得到了广泛的研究。
关键词：二硫化钼；结构和性质；材料制备；薄膜表征前言二维材料是由一个或多个原子层组成的晶体材料。
它的概念起源于十九世纪初。
经试验表明，二维材料可以独立存在。
石墨烯的发现为固态电子学中原子薄层材料的研究开辟了一个新领域。
具有二维晶体结构的无机化合物的研究取得了新进展，极大地激发了研究者的热情。
几十种不同性质的二维材料被发现，显示了几种典型二维材料的晶体结构和性能。
给出了相应材料的临界超导体温度和带隙。
二维二硫化钼过渡金属硫化合物由于其固有的可调带宽引起了研究人员的极大关注。
过渡金属硫化合物在横向和纵向异质结构中都具有新的物理性质。
1、二硫化钼结构和性质1.1二硫化钼结构二硫化钼由一个钼原子和两个硫原子组成，其中钼原子和硫原子共价结合形成s-mo-s结构。
钼原子有六个最近的硫原子，而硫原子有三个最近的钼原子。
两者形成三棱柱状配位结构，层与层之间存在微弱的范德华力作用，每层之间的距离大约0.65nm，Mo原子与S原子间的相对位置差异形成晶体结构[1]。
1.2二硫化钼的光学性质二硫化钼薄膜具有层状结构和特殊的能带结构，具有独特的吸收和光发射等光学性质。
这些特性将使二硫化钼薄膜在光电子器件中得到广泛应用。
当二硫化钼薄膜为单原子层时，其带隙结构将由间接带隙转变为直接带隙并成为导体。
当二硫化钼薄膜为多层膜时，其具有独特的光学性质。
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》一、引言随着科技的发展，新型复合材料在光催化与能源存储领域的应用越来越广泛。
二硫化钼（MoS2）作为一种典型的二维过渡金属硫化物，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于光催化与储锂等研究中。
然而，其实际应用中的性能往往受限于单一的MoS2结构，因此通过与其他材料复合以提高其性能成为了研究的新方向。
本文以二硫化钼复合材料的合成为基础，探讨了其光催化和储锂性能的研究。
二、二硫化钼复合材料的合成二硫化钼复合材料的合成方法主要分为物理法和化学法。
物理法包括机械研磨、层间插层等；化学法包括化学气相沉积、溶胶凝胶法等。
本文采用溶胶凝胶法进行合成。
溶胶凝胶法是通过在溶液中加入前驱体，经过一系列化学反应生成溶胶，再经过凝胶化、干燥、热处理等步骤得到复合材料。
在合成二硫化钼复合材料时，我们选择与石墨烯等材料进行复合，以提高其光催化与储锂性能。
三、光催化性能研究二硫化钼复合材料因其特殊的层状结构和电子能带结构，具有良好的光催化性能。
我们通过实验研究了不同比例的二硫化钼与其他材料的复合对光催化性能的影响。
实验结果表明，当二硫化钼与其他材料以一定比例复合时，其光催化性能得到显著提高。
这主要归因于复合材料中各组分之间的协同效应，使得光生电子和空穴的分离效率提高，从而提高了光催化效率。
此外，我们还研究了不同光源、不同pH值等条件对光催化性能的影响，为实际应用提供了理论依据。
四、储锂性能研究二硫化钼复合材料因其高比表面积和良好的导电性，被认为是一种具有潜力的锂离子电池负极材料。
我们通过实验研究了二硫化钼复合材料的储锂性能。
实验结果表明，二硫化钼复合材料具有较高的可逆容量和较好的循环稳定性。
在充放电过程中，其具有良好的嵌锂/脱锂能力，表现出较高的库伦效率和良好的容量保持率。
此外，我们还研究了不同合成方法、不同复合比例等因素对储锂性能的影响，为进一步优化材料提供了方向。
五、结论本文以二硫化钼复合材料的合成为基础，通过实验研究了其光催化和储锂性能。
二硫化钼二维材料的制备方法及其力学性质研究
二硫化钼二维材料的制备方法及其力学性质研究二硫化钼(MoS2)作为一种具有潜在应用价值的二维材料，近年来备受关注。
本文将探讨二硫化钼二维材料的制备方法以及其力学性质的研究。
一、二硫化钼二维材料的制备方法二硫化钼二维材料的制备方法可以分为机械剥离法、气相沉积法、溶液剥离法和化学气相沉积法等。
1. 机械剥离法机械剥离法是首次成功制备二硫化钼二维材料的方法。
该方法通过在蜡石等基底上剥离单层或多层的二硫化钼，得到纯净的二维材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是另一种常用的制备二硫化钼二维材料的方法。
该方法通常通过热蒸发或化学气相沉积来在基底上沉积单层或多层的二硫化钼。
3. 溶液剥离法溶液剥离法是一种将二硫化钼从其母体晶体材料中剥离出来的方法。
该方法在溶剂中溶解母体材料，然后通过适当的处理获得二硫化钼的纳米片。
4. 化学气相沉积法化学气相沉积法以金属有机化合物和硫化物源作为前驱体，通过二硫化钼的热解和沉积过程来制备二硫化钼二维材料。
该方法可以获得高质量的单层或多层二硫化钼。
二、二硫化钼二维材料的力学性质研究二硫化钼二维材料具有许多独特的力学性质，因此引起了广泛的关注和研究。
以下将介绍其中几个重要的力学性质。
1. 弹性特性二硫化钼二维材料具有较大的弹性变形能力，能够承受较大的形变而不破裂。
其高弹性使其在微纳尺度应用中具有潜在优势。
2. 力学稳定性二硫化钼二维材料具有良好的力学稳定性，能够保持其结构稳定性，在应变条件下仍能保持长期的力学性能。
3. 基底依赖性二硫化钼二维材料的力学性质在不同基底上有所不同。
一些研究表明，基底对二硫化钼二维材料的几何形状和力学性质有着重要的影响。
4. 耐磨性由于其层状结构以及强的化学键，二硫化钼二维材料具有较高的耐磨性。
这使得它在摩擦学和润滑学领域有着广泛的应用前景。
总结：二硫化钼二维材料的制备方法包括机械剥离法、气相沉积法、溶液剥离法和化学气相沉积法。
这些方法在制备高质量的单层或多层二硫化钼方面具有一定的优势。
二硫化钼的制备及其复合物在光催化应用的研究进展
第2期2018年4月No.2 April，2018低成本的太阳能，如对太阳能低温热的利用是一种高效利用太阳能的重要手段。
现如今，光催化反应是解决能源危机和环境污染问题的一个有效途径[1-2]，我国也将此列为解决环境问题的重点。
1 光催化概述光催化即光能够激发半导体中的电子，光生电子是由电子从价带激发到导带而产生，随即价带中产生对应的光生空穴，电子和空穴分别扩散到半导体表面，在表面与不同的反应对象进行反应。
MoS 2的光催化机理如图1所示。
图1 MoS 2的光催化机理光生电子具有还原性，空穴具有氧化性，这两种可以分别应用在不同的领域。
作为一种类石墨烯六方密堆积层状结构材料，界面硫原子共价键有一个，Mo 原子具有小的磁矩，可以取正值也可以取负值，MOS 2形成以硫层和钼层相交替的类似“三明治”夹层结构，此外，纳米MoS 2的层状结构的禁带宽度约在1.80 eV ，在可见光下具有光催化活性，同时因为纳米结构的MoS 2有一个较大的比表面积，能增强它的催化活性，所以是一种光催化剂[3]。
2 纳米MoS 2的制备方法纳米MoS 2的制备方法有许多种，按制备的状态分为固相法、液相法、气相法，固相法对设备要求较高，方法不灵活，产物的形貌不易控制，本研究主要介绍液相法和气相法，其中液相法最为常用方法。
液相法主要包括水热合成法，模板法，超声合成法，电化学合成法，溶胶－凝胶法等。
迄今为止，人们已采用这些方法制备出了不同形貌的MoS 2纳米材料，如纳米片、纳米球、纳米花状球、纳米线、纳米棒、空心球等。
2.1 液相法2.1.1 模板法模板法是利用MoS 2的结构导向性与空间限域性，有效地调制了材料的结构、形貌、尺寸和排列等。
模板法是一种重要的方法来制备纳米结构，其具有能够精确控制纳米材料的结构，形貌和尺寸等优点，并且具有广泛的应用前景。
Sun 等[4]采用的是Masuda 的二次阳极氧化法，在低温条件下，制得直径均为100 nm 的MoS 2纳米材料。
氮掺杂二硫化钼纳米催化剂的电催化析氢性能
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期氮掺杂二硫化钼纳米催化剂的电催化析氢性能杨成功1，2，黄蓉1，2，王冬娥1，田志坚1（1 中国科学院大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023；2 中国科学院大学，北京 100049）摘要：以钼酸钠为钼源，L-半胱氨酸为硫源和还原剂，双氰胺为氮源，采用水热法合成了一系列氮掺杂二硫化钼纳米催化剂（N-MoS 2）。
通过XRD 、SEM 、XPS 、Raman 等手段表征了不同N 掺杂量的N-MoS 2催化剂的形貌、元素分布、晶体结构和电子性质。
表征结果表明，合成的N-MoS 2催化剂均为纳米片层组成的花球，N 原子均匀掺杂进了MoS 2晶格中。
N 掺杂使得N 原子周围的Mo 和S 原子的电子密度增加，生成更多具有催化活性的不饱和配位点。
采用电化学工作站在酸性介质中测试了催化剂的线性扫描伏安曲线和塔菲尔斜率，评价了N-MoS 2纳米催化剂的电催化析氢（HER ）性能。
结果表明，MoS 2催化剂和N-MoS 2催化剂上的析氢反应均通过Volmer-Heyrovsky 路径进行。
MoS 2催化剂上析氢反应速控步骤为Volmer 反应，N-MoS 2催化剂上析氢反应的速控步骤为Heyrovsky 反应。
与MoS 2催化剂相比，N-MoS 2催化剂的塔菲尔斜率较低，析氢反应速率较快，显示出更好的电催化析氢性能。
尤其当N 与Mo 的原子为0.1时（N/Mo=0.1），制备的N-MoS 2-0.1催化剂表现出最好的电催化析氢性能，其塔菲尔斜率为60mV/dec 。
N-MoS 2催化剂的电催化活性提高可归结为不饱和配位点暴露量的增加和富电子的Mo 对Mo-H*的弱化。
关键词：氮掺杂；二硫化钼；催化剂；电化学；氢中图分类号：TQ15 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0465-08Electrocatalytic hydrogen evolution performance of nitrogen-dopedmolybdenum disulfide nanocatalystsYANG Chenggong 1，2，HUANG Rong 1，2，WANG Dong’e 1，TIAN Zhijian 1(1 Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, Liaoning, China;2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)Abstract: A series of nitrogen-doped MoS 2 (N-MoS 2) nanocatalysts were synthesized by hydrothermal method with sodium molybdate as molybdenum source, L-cysteine as sulfur source and reducing agent, and dicyandiamide as nitrogen source. The crystal structure, morphology, elemental mapping and electronic properties of N-MoS 2 with different N doping contents were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Raman spectroscopy. The characterization results revealed that all synthesized N-MoS 2 catalysts were flower-like spheres composed of nanosheets, and N atoms were successfully doped into MoS 2 lattice and uniformly distributed in the N-MoS 2 nanocatalysts. The doping of N atoms increases the electron densities of Mo and研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0213收稿日期：2023-02-17；修改稿日期：2023-03-28。
化学气相沉积法生长二维硫化钼及其在晶体管中的应用
化学气相沉积法生长二维硫化钼及其在晶体管中的应用近年来,以石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDCs)为代表的二维层状材料因其独特的层状结构和光学、电学性质引起了极大的研究热情。
相较于零带隙的本征石墨烯,因层数效应,TMDCs拥有1.0～2.0eV的带隙,可以在逻辑器件和光电器件领域有更广阔的应用。
与其他制备方法相比,化学气相沉积(CVD)法能可控且高效地生长质量较高的TMDCs材料。
本论文使用CVD法制备了单层二硫化钼(MoS2)及不同成分的MoS2(1-x)Se2x 合金,并探索了它们在场效应晶体管中的应用,取得如下主要创新成果:(1)利用双管式CVD法在SiO2/Si衬底上生长了 MoS2圆形晶粒,这不同于通常文献报道的MoS2三角形晶粒。
改变前驱体三氧化钼(MoO3)的加热温度,可以使MoS2的晶粒形状从圆形演变为三角形。
利用拉曼(Raman)光谱、荧光(PL)光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段,证明MoS2圆形晶粒为单层的半导体2H相。
单层MoS2圆形晶粒的生长机理可归纳为:挥发的前驱体在衬底表面反应成核,随着小石英管内前驱体浓度的不断增加,反应从热力学控制转变为动力学控制,MoS2的生长不再遵循其晶体对称性,而是呈现各个方向生长速率一致的特性,最终生长为圆形的晶粒。
通过调控生长机制和优化生长参数,均匀生长出面积较大的单层MoS2薄膜。
(2)利用CVD法在SiO2/Si衬底上生长了成分和发光性能连续可调的单层MoS2(1-x)Se2x合金晶粒及其薄膜。
通过改变参与反应的硫(S)粉和硒(Se)粉的比例以及两者的加热温度和生长气氛,实现了发光峰位从675 nm到810 nm之间的调控。
实验发现,S比例和加热温度的升高均有利于连续薄膜的形成。
利用高分辨扫描俄歇电子能谱(AES),表征了合金的成分及其分布。
凭借AES的高度聚焦的电子束束斑,发现了 MoS2(1-x)Se2x合金晶粒中的成分不均匀性。
掺杂：二维半导体到半金属的转变
掺杂：二维半导体到半金属的转变半导体材料一直被广泛用于电子器件和光电子器件的制备中，因其具有适度的导电性和隔离性。
随着科学技术的不断发展，人们对半导体材料的性能和应用需求也在不断提高，这促使科学家们不断探索新的材料和新的材料性质。
二维材料由于其独特的结构和性质，成为了当前研究的热点之一，其中包括二维半导体材料。
近年来，研究人员发现了一种名为二硫化钼（MoS2）的二维半导体材料。
MoS2具有优异的光学和电学性质，因此备受关注，并被广泛用于光电器件的研究和制备中。
随着对MoS2的研究深入，一些问题也逐渐浮出水面，其中一个重要问题就是MoS2在一定条件下会发生掺杂，从而由半导体材料转变为半金属材料。
这一转变不仅影响了MoS2的性能和应用，也为研究人员提出了新的挑战和机遇。
掺杂是指在半导体晶格中引入杂质原子或缺陷，从而改变其导电性质的过程。
在MoS2中，存在着硫空位和硫缺陷等缺陷结构，这些缺陷可以引入额外的电子态或空穴态，从而影响了其导电性质。
MoS2还可以与其他物质发生化学反应，形成掺杂结构，进一步改变了其导电性质。
MoS2的掺杂可以分为两种类型：单质掺杂和化合物掺杂。
单质掺杂是指向MoS2晶格中引入杂质原子，例如氧、氮、硫等原子。
这些杂质原子可以改变MoS2的电子结构，从而影响其导电性质。
化合物掺杂则是指将MoS2与其他物质发生化学反应，形成复合物结构。
这种掺杂方式可以通过改变MoS2的晶格结构和原子排列，从而改变了其导电性质。
在MoS2发生掺杂后，其导电性质会发生明显的变化。
一方面，掺杂可以引入额外的电子态或空穴态，从而增强了MoS2的导电性。
掺杂也会改变MoS2的表面能带结构，使之成为半金属材料。
这些变化不仅影响了MoS2的自身性能，也对其在电子器件和光电子器件中的应用提出了新的要求。
在光电子器件中，MoS2的掺杂可以影响其光学性质和电学性质。
在光学器件中，掺杂可以改变MoS2的光学吸收谱，从而影响了其响应波段和光学增强效应。
二硫化钼掺杂改性FOX
二硫化钼掺杂改性FOX⁃7含能复合材料的热分解特性许紫岚;蔚明辉;赵煦;聂福德【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2024(32)1【摘要】为了提高1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7)的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂‐反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料。
采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重‐差示扫描量热仪(TG‐DSC)等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。
结果表明,掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度,又可以催化高温下的分解放热。
其中,与原料相比,FOX‐7/MoS2‐5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8℃和78.6 kJ·mol^(-1);高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4℃和340.4 kJ·mol^(-1)。
热重‐质谱结果表明,高温阶段FOX‐7/MoS2‐5%产物中CO_(2)的比例从7.3%增加到16.8%,表明MoS_(2)的掺杂改性又促进了高温阶段的分解,使分解更加完全和充分。
【总页数】7页(P31-37)【作者】许紫岚;蔚明辉;赵煦;聂福德【作者单位】中国工程物理研究院化工材料研究所【正文语种】中文【中图分类】TJ55;V512【相关文献】1.FOX-7的晶体结构和热分解特性2.含CL-20、DNTF和FOX-12的CMDB推进剂的热分解3.Fe2O3/氮掺杂石墨烯复合材料的热分解动力学4.油酸改性石墨烯/二硫化钼复合材料润滑添加剂的制备及摩擦学特性5.FOX-7热分解特性及V 2O 5对其热分解的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》
《二硫化钼复合材料的合成及其光催化和储锂性能研究》一、引言随着科技的发展，新型复合材料在光催化与能源存储领域的应用日益广泛。
二硫化钼（MoS2）作为一种典型的过渡金属硫化物，因其独特的物理和化学性质，在光催化与锂离子电池领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究二硫化钼复合材料的合成方法，并探讨其光催化及储锂性能。
二、二硫化钼复合材料的合成二硫化钼复合材料的合成主要采用化学气相沉积法、液相法及物理气相沉积法等方法。
本文采用液相法合成二硫化钼复合材料，通过控制反应条件，成功制备出具有优良性能的二硫化钼复合材料。
在合成过程中，首先将钼源与硫源进行混合，然后加入适当的溶剂和表面活性剂，在一定的温度和压力下进行反应。
通过调节反应物的比例、反应温度和时间等参数，可以得到不同比例的二硫化钼与其他物质的复合材料。
三、光催化性能研究1. 光催化实验方法光催化实验采用紫外-可见光谱仪进行测试。
将合成的二硫化钼复合材料涂覆于石英玻璃上，形成均匀的薄膜，并置于紫外-可见光谱仪中进行测试。
通过观察光谱中光吸收峰的位置和强度，可以判断材料的光催化性能。
2. 光催化性能分析实验结果表明，合成的二硫化钼复合材料具有良好的光催化性能。
在紫外光照射下，该材料能够有效地降解有机污染物，如染料等。
此外，该材料还具有较高的光生电荷分离效率，能够显著提高光催化反应的效率。
四、储锂性能研究1. 储锂实验方法采用电池性能测试仪对二硫化钼复合材料的储锂性能进行测试。
将材料作为负极活性物质制备成纽扣电池，通过测量其充放电过程中的电流和电压变化来评价其储锂性能。
2. 储锂性能分析实验结果表明，二硫化钼复合材料具有良好的储锂性能。
该材料具有较高的比容量和优异的循环稳定性，能够为锂离子电池提供较高的能量密度和较长的使用寿命。
此外，该材料还具有较高的倍率性能，能够在短时间内完成充放电过程。
五、结论本文采用液相法成功合成了二硫化钼复合材料，并对其光催化和储锂性能进行了研究。
二硫化钼二维材料的研究与应用进展
二硫化钼二维材料的研究与应用进展作者：王谭源申兰耀左自成李美仙周恒辉来源：《新材料产业》2016年第02期长久以来，人们一直认为二维晶体不可能单独稳定存在。
然而，2004年英国曼彻斯特大学物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov用实验证实，以石墨这种层状材料为原料，通过简单的物理剥离方法便能得到碳的单原子薄片——石墨烯，从而开启了材料科学革命的新篇章[1]，他们也因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
自此，以石墨烯为代表的二维层状材料的相关研究获得了迅猛的发展。
单层二硫化钼作为一种具有和石墨烯类似结构的新一代二维材料，吸引了越来越多的目光。
二硫化钼是一种典型的过渡金属层状化合物，是自然界中辉钼矿的主要成分，其由2层硫原子和1层钼原子共同形成的硫（S）-钼（Mo）-S夹心层堆积而成，不同S-Mo-S层之间通过范德华力相互作用。
二硫化钼通常以六方形式存在，每2层形成一次重复堆叠，即2H结构（图1），除了六方结构[2]，二硫化钼还可以堆叠成菱方结构（3R）和四方结构（1T），单层的二硫化钼厚度约为0.65nm，与金属态的石墨烯不同的是，单层二硫化钼是一种天然半导体材料，带隙约为1.80eV。
在人们对二硫化钼二维材料有所认知之前，二硫化钼作为一种具有层状结构的硫化物，在生产生活中最主要的用途是作为润滑剂和石化领域加氢脱硫反应的催化剂。
随着人们对二硫化钼二维材料认知的深入，二维二硫化钼一系列独特的物理化学性质逐渐被人们所发现，这使得它在微电子、传感、能源等领域都表现出极大的应用前景。
一、二硫化钼的制备目前，二硫化钼二维材料的制备包括自下而上和自上而下2种方法。
自下而上的制备方法又可以进一步分为2类[3]：一类是化学气相沉积法，通常是以钼或钼的氧化物等含钼物质为钼源，以硫或硫化氢为硫源，通过加热反应得到二硫化钼二维材料；另一类则是液相生长法，通常是以四硫代钼酸铵等富含硫的硫钼化合物为前驱体，或以硫化物和钼酸盐为反应物，在溶液中反应得到层状二硫化钼，这2种思路最主要的区别在于反应介质不同。
二硫化钼材料合成的研究进展
二硫化钼材料合成的研究进展彭丽芳1,巩飞龙1,徐志强1,刘梦梦1,李峰1,2(1.河南省表界面科学重点实验室,郑州轻工业学院,河南郑州450002;2.American Advanced Nanotechnonlogy ,LLC )摘要:二硫化钼因具有催化效率高、稳定性好、层结构易于剥离拆分等优点,成为继石墨烯研究热潮后的又一代表性二维材料。
材料的结构影响其性能,因此利用简单的方法制备结构独特和形貌均一的二硫化钼材料成为近年来材料学领域研究的热点之一。
二硫化钼材料的制备方法包括物理法和化学法,重点介绍了利用化学法制备各种形貌二硫化钼材料。
关键词:类石墨烯;二硫化钼;合成方法;研究进展中图分类号:TQ136.12文献标识码:A文章编号:1006-4990(2019)02-0011-04Research progress in synthesis of molybdenum disulfidePeng Lifang 1,Gong Feilong 1,Xu Zhiqiang 1,Liu Mengmeng 1,Li Feng 1,2(1.Key Laboratory of Surface and Interface Science and Technology ,Zhengzhou University of Light Industry ,Zhengzhou 450002,China ;2.American Advanced Nanotechnology ,LCC )Abstract :Molybdenum disulfide (MoS 2),as a typical two-dimensional material with advantages including high catalytic effi ⁃ciency ,excellent stability and easy exfoliation ,has become a new study following the graphene.The structures could have great effect on their performance ,producing MoS 2with novel structures and well ⁃definedmorphologies by simple methodstherefore became a hotresearch in the fields of materials science ,recently.The synthesis methods of MoS 2included physicalmethod and chemical method.MoS 2with diverse morphologies produced by chemical methodswere mainly introduced.Key words :graphene ⁃like ;MoS 2;synthesis method ;research progress二硫化钼(MoS 2)晶体是由钼原子和硫原子以共价键的方式相连接,形成的三明治状S —Mo —S 结构,层与层之间存在微弱的范德华力。
基于二硫化钼的原子极薄晶体管
基于二硫化钼的原子极薄晶体管
二硫化钼（MoS2）是一种二维的原子晶体材料，具有优异的电学性能和光学性能。
近年来，MoS2被广泛应用于半导体器件领域中，因为它可以制造出极薄的晶体管，这些晶体管可以大大提高半导体器件的性能。
MoS2的晶体管可以用来制造逻辑电路和存储器，因为它可以实现高速操作和低功耗的优异性能。
MoS2晶体管还可以用于制造光电器件、光电显示器和太阳能电池等。
MoS2晶体管的制造方法主要分为两种：机械剥离法和化学气相沉积法。
机械剥离法是将MoS2原料制成薄片，然后通过化学法剥离出单层的MoS2薄片，再将其制成晶体管。
化学气相沉积法则是将MoS2原料在高温高压的条件下，通过化学反应沉积在基底上，最终形成MoS2晶体管。
MoS2晶体管的优点在于，它可以在极小的空间内实现高电流和低功耗的操作，因此它被认为是下一代半导体器件的候选材料之一。
二硫化钼纳米结构
石墨烯-二硫化钼二维复合材料在光电子器件上的应用研究进展1.石墨烯介绍石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，具有独特的零带隙能带结构，是一种半金属薄膜材料。
石墨烯不仅有特殊的二维平面结构，还有着优良的力学、热学、电学、光学性质。
其机械强度很大，断裂强度比优质的钢材还要高，同时又具备良好的弹性、高效的导热性以及超强的导电性。
石墨烯又是一种禁带宽度几乎为零的特殊材料，其电子迁移速率达到了1/300光速。
由于石墨烯几乎是透明的，因此光的透过率可高97.7%。
此外，石墨烯的加工制备可与现有的半导体CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor transistor)工艺兼容，器件的构筑、加工、集成简单易行，在新型光电器件的应用方面具有得天独厚的优势。
目前，人们已利用石墨烯开发出一系列新型光电器件，并显示出优异的性能和良好的应用前景。
石墨烯具有独特的二维结构，并且能分解为零维富勒烯，也可以卷曲成一维碳纳米管，或堆积成为三维石墨。
石墨烯力学性质高度稳定，碳原子连接比较柔韧，当施加外力时，碳原子面就会发生弯曲形变。
在理想的自由状态下，单层石墨烯并非完美的平面结构，表面不完全平整，在薄膜边缘处出现明显的波纹状褶皱，而在薄膜内部褶皱并不显，多层石墨烯边缘处的起伏幅度要比单层石墨烯稍小。
这也说明了石墨烯在受到拉伸、弯曲等外力作用时仍能保持高效的力学稳定性。
在一定能量范围内,石墨烯中的电子能量与动量呈线性关系，所以电子可视为无质量的相对论粒子即狄拉克费米子。
通过化学掺杂或电学调控的手段，可以有效地调节石墨烯的化学势，使得石墨烯的光学透过性由“介质态”向“金属态”转变。
石墨烯的功函数与铝的功函数相近，约为4.3eV，因此在有机光电器件中有望取代铝来做透明电极。
近年来所观测到的显著的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应，证实了石墨烯是未来纳米光电器件领域极有前景的材料。
二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其器件
二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其
器件
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）是一种被广泛应用于制备二维材料的方法之一。
CVD方法优点在于可以控制材料的晶格结构、尺寸和形态，并且可以制备大面积、高质量的二维薄膜。
在制备二维硫化钼（MoS2）基原子晶体材料的CVD过程中，通常以钼粉和硫粉为前驱体，在高温下进行气相反应制备。
具体步骤如下：（1）将金属钼片放置于石英舟中，将石英舟放置于CVD反应炉中，升温至900℃以上，在惰性气氛（如氩气）中进行高温处理，从而使钼片表面析出一层薄膜。
（2）在将CVD反应炉的温度增加至1000℃以上，然后将硫粉散布于钼片表面，进行硫化反应。
（3）在硫化反应过程中，可以通过调节反应气氛中的气体浓度、温度和反应时间等参数来控制MoS2薄膜的晶格结构、尺寸和形态等性质。
二维硫化钼基原子晶体材料的CVD制备技术已经被广泛应用于器件领域，例如有机太阳能电池、场效应晶体管、光电探测器和锂离子电池等。
二维硫化钼薄膜具有优异的电学、光学和力学性能，是一种具有应用潜力的材料。
一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法及其应用
一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法及其应用摘要本文介绍了一种新的制备非贵金属多原子共掺杂二硫化钼的方法，并探讨了其在催化和能源领域的应用。
该方法利用简单的合成步骤和常见的实验室设备，可以制备出高效、低成本的催化剂。
文中详细介绍了该方法的步骤、材料选取和性能评估方法，并提出了该材料在氧还原反应和超级电容器等领域的应用前景。
引言二硫化钼 (MoS2) 作为一种重要的二维材料具有广泛的应用前景。
然而，传统的制备方法通常需要使用贵金属催化剂或高温高压条件，限制了其在大规模应用中的经济性和可持续性。
因此，开发一种低成本、高效率的制备方法对于推动MoS2的应用具有重要意义。
近年来，共掺杂技术被广泛用于改善MoS2的催化性能。
通过引入多原子共掺杂，可以调节MoS2的电子结构和表面化学活性，提高其催化活性和稳定性。
然而，当前的共掺杂方法多数使用了贵金属催化剂或复杂的合成步骤，需要更便捷、经济的方法来制备高效的共掺杂MoS2材料。
本文提出了一种非贵金属多原子共掺杂二硫化钼制备方法，该方法能够在一步合成中实现多原子的引入，不仅简化了合成步骤，还明显降低了成本。
此外，通过详细的材料性能表征和性能评估，我们证明了该方法制备的共掺杂MoS2具有出色的催化性能和应用潜力。
实验部分材料和设备本实验所使用的材料包括：硫化钼(MoS2) 粉末、碳酸钠(Na2CO3) 粉末和硫(S) 粉末。
实验设备包括：热处理炉、均质器、离心机、X射线衍射仪 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 等。
方法步骤1.将一定比例的硫化钼(MoS2) 和碳酸钠(Na2CO3) 放入均质器中，并加入适量的溶液。
2.使用均质器对混合物进行均匀混合，并形成均匀的浆状物。
3.将浆状物转移到蒸发皿中，在热处理炉中进行热处理。
温度和时间可以根据需要进行调整。
4.热处理结束后，将样品取出并冷却至室温。
5.使用离心机对样品进行分离，并收集沉淀。
6.对收集的沉淀进行XRD和TEM测试，用于确认生成的共掺杂MoS2的结构和形貌。
科学家原位实时观察硫化钼二维结构形成过程
科学家原位实时观察硫化钼⼆维结构形成过程⼆维材料是⽬前材料研究的重要前沿⽅向。
除⽯墨烯以外，⼈们发现不少化合物也可以形成⼆维结构，其中硫化钼（MoS2）因其在储能、传感、光电及多相催化等⽅⾯具应⽤潜⼒，是近年来受到重视的⼆元体系之⼀。
由于⼆维材料的理化性质对晶体结构、形貌乃⾄边缘原⼦的排列都⾮常敏感，因此在原⼦尺度上观察⼆维结构的形成具有重要的意义。
⾹港理⼯⼤学费林峰等⾸次采⽤基于MEMS技术的加热样品台和原位⾼分辨透射电镜（in-situ TEM）技术，实现了对硫化钼纳⽶⽚的成核和⽣长过程的原⼦尺度实时观察。
相关结果表明，由固态前驱物分解结晶形成硫化钼纳⽶⽚的过程可分为两步。
⾸先在低温阶段，固态前驱物热分解并形成垂直取向的硫化钼团簇结构。
该团簇通过逐层⽣长（layer-by-layer growth）增⼤体积并转换为⽔平取向硫化钼。
这⼀垂直-⽔平转换过程是由硫化钼团簇的表⾯能和硫化钼/衬底的界⾯能在晶粒⽣长过程中的相互竞争关系以及硫化钼⾯内缺陷的修复协同作⽤⽽导致的。
接着在⾼温阶段，硫化钼纳⽶晶通过多种⽣长路径（包括Ostwald熟化和取向搭接）进⾏⽔平⽅向的⽣长，并最终形成六⽅形纳⽶⽚。
通过⾼分辨像等⼿段，⽣长过程中结构的变化直观、清晰。
这⼀成果不仅为探索硫化钼⼆维原⼦晶体的新奇物性及应⽤研究奠定了基础，⽽且为进⼀步研究其他新兴的⼆维材料的⽣长过程提供了⼀个可⾏的办法。
相关研究以“Direct TEM observations on growth mechanisms of two-dimensional MoS2 flakes”为题发表7⽉14⽇上线的Nature Communications上（DOI: 10.1038/ncomms12206）。
论⽂主要由南昌⼤学材料科学与⼯程学院王⾬教授与⾹港理⼯⼤学应⽤物理系柴扬教授两个课题组合作完成，研究⼯作得到国家基⾦委、⾹港研究资助局(RGC)等项⽬资助。
一种多原子共掺杂二硫化钼及其制备方法与应用[发明专利]
![一种多原子共掺杂二硫化钼及其制备方法与应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/aa4fe3c70066f5335b81217a.png)
专利名称：一种多原子共掺杂二硫化钼及其制备方法与应用专利类型：发明专利
发明人：邓德会,郑智龙,孟祥宇,毛军
申请号：CN201910351405.2
申请日：20190428
公开号：CN111847513A
公开日：
20201030
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多原子共掺杂二硫化钼的制备方法。
具体的说，该方法首先将多种掺杂原子前驱体依次与钼源均匀分散，然后与含硫化合物在一定温度下反应，最后经溶液处理后，抽滤干燥即得到目标产物。
该方法所制备的材料具有明确的结构，单一的晶像，无团簇或非二硫化钼晶像形成。
所掺入的杂原子种类和含量易于调变。
该材料用于电催化析氢反应具有优异的活性。
本方法是一种制备多原子共掺杂二硫化钼的普适方法，具有简单，易于操作的特点。
申请人：中国科学院大连化学物理研究所
地址：116000 辽宁省大连市沙河口区中山路457号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
更多信息请下载全文后查看。