MoS2/TiO2的水热溶剂热合成及其性能研究
【摘要】：MoS2是二维类石墨烯层状过渡金属硫化物的典型代表,其被广泛地应用于固体润滑剂、工业催化、催化产氢、电化学等很多领域。近年来,人们已经探索了不同的方法合成了不同形貌的MoS2纳米材料,并研究了其在各个领域的应用前景。自1980年MoS2首次被用作锂离子电池负极材料以来,已经考察了不同形貌的MoS2的电化学性能。前人的研究结果表明MoS2的形貌、尺寸、层状堆积程度都很大程度的影响其性能。本文的工作主要集中于水热法/溶剂热法合成不同形貌的MoS2/TiO2纳米材料,并研究其在锂离子电极材料、光催化等方面的应用。首先,通过水热法硫化MoO2/TiO2的前驱体得到的三维的MoS2/TiO2纳米花。其次,通过一锅水热法合成出MoS2/TiO2纳米片。最后,通过溶剂热法得到MoS2/TiO2纳米颗粒。并且研究了各产物的电化学性能和光催化性能。其具体情况如下:(1)三维花状的MoS2/TiO2是通过两步水热-焙烧法得到的,首先是通过水热法合成MoO2/TiO2前驱体,再以硫脲为硫源进行二次水热得到三维的MoS2/TiO2纳米花,将产物在Ar气氛中500°C焙烧4 h得到最终产物。对其进行了电化学和光催化性能测试。电化学研究表明,MoS2/TiO2(4:1)电极展现了优异的循环性能和倍率性能,MoS2/TiO2(4:1)在100 mA g-1的电流密度下循环50圈之后容量仍然保持在802 mAh g-1。在光催化降解甲基橙溶液(MO)的实验中,MoS2/TiO2(1:1)的产物在系列样品中展现了较好的光催化效果,是能在光照110 min后将10 mg/L的MO溶液降解97.7%。(2)以(NH4)6Mo7O24?4H2O为钼源、硫脲为硫源,加入四氯化钛的乙醇溶液,水热反应24 h,并在Ar气氛中500°C焙烧4 h得到片状的MoS2/TiO2。电化学的研究表明,MoS2/TiO2(4:1)电极展现了优异的循环性能和倍率性能,MoS2/TiO2(4:1)在100 mA g-1的电流密度下循环50圈之后容量仍然保持在793.3 mAh g-1。在光催化降解MO的实验中,MoS2/TiO2(4:1)的产物在系列样品中展现了较好的去除效果,是能在光照110 min后将10 mg/L的MO溶液降解73.9%。(3)以(NH4)6Mo7O24?4H2O为钼源、油胺为表面活性剂,得到MoS2/TiO2纳米颗粒,在Ar气氛中500°C焙烧4 h得到最终产物。电化学研究表明,MoS2/TiO2(1:1)展现了优异的循环性能和倍率性能,MoS2/TiO2(1:1)在100 mA g-1的电流密度下循环40圈之后容量依然保持在593.9 mAh g-1。光催化降解MO的实验中,MoS2/TiO2(1:1)表现了较好的效果,在光照110 min之后,对MO的去除率达到61.2%。
【关键词】：MoS2/TiO2 水热 光催化 锂离子电池
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O646.54;TM912
