硅量子点调控MoX2_rGO复合材料的制备及其性能研究

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1、硕士学位论文硅量子点调控MoX2/rGO复合材料的制备及其性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESOFSILICONQUANTUMDOTSMODIFIEDMoX2/rGOCOMPOSITES冯雅秀哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O69学校代码：10213国际图书分类号：540密级：公开理学硕士学位论文硅量子点调控MoX2/rGO复合材料的制备及其性能研究硕士研究生：冯雅秀导师：吴金珠副教授申请学位：理学硕士学科：物理化学所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Class

2、ifiedIndex:O69U.D.C:540DissertationfortheMasterDegreeofSciencePREPARATIONANDPROPERTIESOFSILICONQUANTUMDOTSMODIFIEDMoX2/rGOCOMPOSITESCandidate：FengYaxiuSupervisor：A.Prof.JinzhuWuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpecialty：PhysicalChemistryAffiliation：SchoolofChemi

3、stryandChenicalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要能源枯竭与环境污染是当今社会发展过程中亟待解决的问题。近年来，二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）因其较弱的层间相互作用、大的比表面积以及可控的能带结构，被广泛应用于润滑剂、光电器件、生物传感、催化等领域。二维MoS2和MoSe2作为二维TMDCs中的典型材料，具有较大的带隙、高理论比容量以

4、及元素价态多样性的特点，在超级电容器和光催化领域有很好的应用前景，进而为解决能源和环境问题提供了有效途径。但它们均存在易团聚和导电性差等缺点，因此，本文采用硅量子点（SiQDs）对其合成进行调控并与还原氧化石墨烯（rGO）复合克服其存在的缺点。首先本论文采用硅量子点（SiQDs）辅助水热法合成了二维MoS2，通过XRD、SEM、Raman以及UV-Vis等测试分析技术，探究了SiQDs对产物形貌、相态等的影响规律。利用零维SiQDs的表面效应，使其作为形核中心，进而生长得到结晶性好、形貌均一的MoS2纳米花球，有效阻止了片层的团聚。

5、结果表明，SiQDs-MoS2包含1T和2H相，其花瓣超薄，厚度约10nm，具有丰富的边缘效应。因而表现出强烈的全光谱吸收能力和对孔雀石绿（MG）优异的光催化降解能力。100min内将浓度为10mg/L的MG溶液几乎完全降解，降解速率符合一级反应动力学方程，速率常数k为0.9919min-1，经过5次循环后，催化活性仍能保持90%以上。其次本论文制备了SiQDs-MoS2/rGO和SiQDs-MoSe2/rGO两种复合材料，通过XRD、SEM、XPS等测试分析技术研究SiQDs对复合材料结构的影响，并推测出SiQDs对结构的调控机制

6、。结果表明，在MoS2的复合材料体系中，SiQDs有助于MoS2由二维向三维发展，并均匀分散在二维rGO中，进而形成二维三维共存的特殊结构，表现出优异的电化学性能，0.5A/g的电流密度下比电容为947.5F/g，经过10000次循环后，比容量仍能保持88.18%。在MoSe2的复合材料体系中，SiQDs的加入可以克服MoSe2与rGO复合之间存在的界面性质较差的不足，形成三维的孔状结构，也表现出了优异的电化学性能，1A/g的电流密度下比电容为1148.5F/g，经过10000次循环后，比容量仍能保持78.91%。两者均可以作为高比

7、容量、高循环稳定性的超级电容器电极材料。本论文利用SiQDs辅助水热合成了二维MoX2（S、Se），进而制备了电化学性能优异的SiQDs-MoX2/rGO复合材料，为TMDCs材料的化学合成以及新型光催化剂和超级电容器电极材料的制备提供了提供了新思路。关键词：MoX2；SiQDs；光催化剂；超级电容器；复合材料I哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractEnergydepletionandenvironmentalpollutionareissuesthatneedtobesolvedinthecurrentsocialdeve

8、lopment.Inrecentyears,two-dimensionaltransitionmetalchalcogenides(TMDCs)havebeenwidelyusedinlubricants,optoelectronic