水热合成rGO负载的MoS2催化剂及其催化蒽加氢性能

采用水热法制备了一系列还原氧化石墨烯（rGO）负载的MoS₂催化剂（MoS₂/rGO）。通过SEM、XRD、EDX、拉曼光谱、HRTEM等手段表征了不同钼源制备的MoS₂/rGO催化剂中MoS₂的堆积层数、片层尺寸、分散性等纳米结构。表征结果显示水热法可以成功地将MoS₂高分散、均匀地负载在rGO表面,且可以通过调控钼源种类调变MoS₂/rGO催化剂中MoS₂催化加氢活性位。采用蒽作为重质油模型化合物评价了MoS₂/rGO催化剂的催化加氢性能,结果表明以四硫代钼酸铵为钼源水热法制备的MoS₂/rGO-ATTM催化剂蒽加氢率和八氢蒽选择性分别是浸渍法制备IM-MoS₂/rGO催化剂的2.0倍和4.2倍。MoS₂/rGO催化剂的催化加氢活性与比表面积无关,主要取决于其上MoS₂纳米片的堆积层数和片层长度。MoS₂/rGO-ATTM催化剂的高催化加氢活性可以归结于其上MoS₂纳米片的高催化加氢活性位暴露量、催化剂的高分散性和高悬浮性。     

全固态Z-Scheme光催化剂MoS2/RGO/Fe2O3的构筑及性能

开发利用太阳能解决日益严重的环境危机迫在眉睫,为了提高对太阳光的利用率和光催化剂的性能,采用原位生长并结合表面静电吸附的方法制备三元复合材料,先利用水热合成MoS₂/RGO二元异质结复合材料,再根据材料等电点调变溶液pH值制造MoS₂与Fe₂O₃表面电荷同性、而与RGO表面电荷异性,进而构筑MoS₂/RGO/Fe₂O₃全固态Z-Scheme光催化剂。通过扫描电镜和透射电子显微镜观察发现,MoS₂纳米花球和Fe₂O₃纳米颗粒均匀分布在二维片层结构的电子介体RGO表面,MoS₂和Fe₂O₃分别与RGO形成稳定的异质结构,充分证明此种方式构建复杂三元复合材料的可行性。RGO基全固态Z-Scheme光催化剂在模拟太阳光照射下具有优异的光催化还原降解性能,以无机重金属Cr（VI）溶液作为降解指示剂,60min内全固...     

二硫化钼纳米片基水处理纳滤/反渗透膜研究进展

二硫化钼（MoS₂）纳米片的层内固有缺陷以及层间纳米限域通道的存在,有利于提高水处理纳滤/反渗透（NF/RO）膜的渗透选择性。本文首先介绍了MoS₂纳米片的“三明治”结构,其具有易功能化、高吸附容量和氧化还原去除能力、层间纳米限域通道的光滑性和稳定性及抗污染等特性;然后重点综述了MoS₂基纳米孔膜、层叠膜和混合基质膜的制备方法及膜性能的影响因素;最后总结了MoS₂纳米片基水处理NF/RO膜未来发展亟待解决的关键问题,主要包括研究大尺寸纳米片和均匀亚纳米孔的可控制备方法,开发超薄、高度有序的MoS₂分离层构建方法,探索层间纳米限域通道内分子和离子的传输行为和潜在的分离机理,开发增强与聚合物基质界面相容性的改性策略,对下一代高性能水处理NF/RO膜的研发具有启发意义。     

基于铂、钯负载的MoS2纳米片构建生物传感器及应用

制备了Pt和Pd纳米颗粒修饰的单层MoS₂纳米片（Pt-Pd/MoS₂）,通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）对Pt-Pd/MoS₂外部形貌、内部结构和组成进行表征分析,并基于Pt-Pd/MoS₂修饰玻碳电极,并于表面固定乙酰胆碱酯酶（AChE）,制备AChE生物传感器。对比了Pt和Pd双金属纳米颗粒、商品化Pt/C及Pt-Pd/MoS₂的电化学性能,结果发现,Pt-Pd/MoS₂的电化学性能明显优于其他两种。测定电极表面酶催化反应的动力学参数K_m为883μmol/L;以马拉硫磷和甲基对硫磷为代表,考察制备电极的检测性能以及制备电极对有机磷农药的检测性能,马拉硫磷的检测范围是1×10^-14～1×10^-5mol/L,检测限为4.69×10^-14mol/L;甲基对硫磷的检测范围是1×10^-15～1×10^-5mol/L,检测限为5.23×10^-15mol/L（S/N=3）;并应用于真实样品检测OPs的回收率为91.4%～103%,显示出良好的回收率和准确性,可应用于实际样品的分析。Pt-Pd/MoS₂为二维纳米材料构建高效生物传感器提供了新思路。     

一步水热合成MoS2/C催化剂及其催化浆态床菲加氢反应性能

随着原油储量的急剧下降，急需将重质原料转化为轻质油品以缓解原油的供应压力。浆态床加氢是一种可以将重质原料高效转化的先进技术，其核心难题在于开发高活性的加氢催化剂。采用葡萄糖和麦芽糖为碳源一步水热法合成MoS₂/C纳米催化剂，并采用XRD、Raman、元素分析、SEM和HRTEM等方法表征催化剂的组成和结构。表征结果表明，MoS₂/C催化剂由MoS₂-C-MoS₂碳插层结构的纳米片组成，纳米片具有层间距大、侧边尺寸小且堆积层数少的结构特点。以菲为重油模型化合物评价MoS₂/C催化剂的加氢性能。结果表明，以葡萄糖为碳源且原料C/Mo原子比为5时制备的MoS₂/C-G-5催化剂具有优异的催化加氢活性。该催化剂的菲加氢转化率高达85.6%,加氢率37.4%,深度加氢产物八氢菲选择性56.4%,分别是不加碳源制备的MoS₂催化剂的1.6、2.4和2.3倍。MoS₂/C催化剂的MoS₂-C-MoS     

镧离子插层MoS2膜的制备及印染高盐水处理

二维材料具有独特的层状结构、稳定的物理化学性质等特点。近年来,由二维材料层层堆叠构成的二维膜在膜分离领域展示了非同凡响的应用潜力。本文采用成膜中共混方法将La³⁺插入到MoS₂膜层间,利用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)技术表征了MoS₂片层结构和成分;利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)技术表征了膜结构与层间距;通过加压过滤装置和渗透装置考察了La³⁺-MoS₂膜的渗透截留性能。实验结果表明,La³⁺插层改性后的MoS₂膜由于层间距增加而显著地提高了纯水通量,La³⁺-MoS₂膜的纯水通量相较于MoS₂膜提高了约18.5倍。La³⁺-MoS₂膜对分子量300～800g/mol染料表现出了基于空间位阻理论的截留作用,对金属离子(Na⁺、K⁺、Mg     

多缺陷MoS2纳米片对诺氟沙星的压电催化降解性能

通过调节Mo和S物质的量比,采用水热法合成多缺陷MoS₂纳米片,利用SEM和XRD对样品的形貌和结构进行表征,并以诺氟沙星为目标污染物评估样品的压电催化性能。结果表明,与无缺陷MoS₂相比,多缺陷MoS₂表现出优异的压电催化活性。在超声辐照下,Flaws MoS₂(1∶5)纳米片11 min内对诺氟沙星的降解率达99.69%,降解速率常数为6.78 min^-1。多缺陷MoS₂纳米片优异的压电催化性能主要归因于应变诱导的压电场引起的电子-空穴对的高效分离。活性物质捕获实验表明,羟基自由基(·OH)是降解诺氟沙星的主要活性氧物种。此外,多缺陷MoS₂纳米片的超高降解效率可应用于实际的环境修复。     

二硫化钨复合材料制备与储钠性能研究进展

二硫化钨(WS₂)作为一种典型的二维过渡金属硫化物具有宽阔的层间距(6.2?，1?=0.1nm)和多电子转化反应储钠机制，是一种具有高理论比容量和快速钠离子反应动力的钠离子电池负极材料。但其在实际储钠过程中，2H相结构的WS₂固有的电子导电性较差，转化反应带来较大的相结构转变和体积变化，以及充放电过程中还原中间产物多硫化钠(NaS_x,02)导电性低等问题，导致WS₂的实际电化学性能不太理想。针对上述问题，本文介绍了WS₂的基本结构特征，简述了目前存在的主要合成方法和改性手段，研究者们通过水热/溶剂热和高温硫化等方法来进行纳米结构设计、与碳材料复合和引入第二相构建异质结构以提升WS₂的电化学性能。最后总结了WS₂材料的主要改性手段和已取得的成果，在未来WS₂储钠材料的研究方向中，将纳米结构设计、与碳材料复合、构建异质结、掺杂异相原...     

熔融盐法制备煤基多孔碳纳米片用于钠离子电池负极

低成本、高性能钠离子电池负极材料的开发是其走向商业化应用的关键。以富含芳香结构单元的煤液化固体残渣为碳源,结合KCl/CaCl₂熔融盐的结构导向作用,可控制备了二维多孔碳纳米片（carbon nanosheets, CTx）,并探究其用于钠离子电池负极材料的电化学性能。研究发现,通过调控碳化温度可对煤基多孔碳纳米片的微观结构进行优化,在1000℃下制备的二维碳纳米片样品（CT1000）具有相对高的比表面积和丰富的缺陷结构。作为钠离子电池的负极材料,在0.1 A·g^-1 的电流密度下,其可逆比容量为221.4 mAh·g^-1,当电流密度增加至10 A·g^-1时,比容量可以保持在124.4 mAh·g^-1,倍率性能优异。此外,在1 A·g^-1 的电流密度下经2000次循环后,比容量保持率高达94.2%,展现出较大的应用潜力。     

熔融盐法制备煤基多孔碳纳米片用于钠离子电池负极

低成本、高性能钠离子电池负极材料的开发是其走向商业化应用的关键。以富含芳香结构单元的煤液化固体残渣为碳源,结合KCl/CaCl₂熔融盐的结构导向作用,可控制备了二维多孔碳纳米片（carbon nanosheets, CTx）,并探究其用于钠离子电池负极材料的电化学性能。研究发现,通过调控碳化温度可对煤基多孔碳纳米片的微观结构进行优化,在1000℃下制备的二维碳纳米片样品（CT1000）具有相对高的比表面积和丰富的缺陷结构。作为钠离子电池的负极材料,在0.1 A·g^-1 的电流密度下,其可逆比容量为221.4 mAh·g^-1,当电流密度增加至10 A·g^-1时,比容量可以保持在124.4 mAh·g^-1,倍率性能优异。此外,在1 A·g^-1 的电流密度下经2000次循环后,比容量保持率高达94.2%,展现出较大的应用潜力。     

Self-assembled MoS2/C nanoflowers with expanded interlayer spacing as a high-performance anode for sodium ion batteries

Two-dimensional (2D) MoS₂ nanomaterials have been extensively studied due to their special structure and high theoretical capacity, but it is still a huge challenge to improve its cycle stability and achieve superior fast charge and discharge performance. Herein, a facile one-step hydrothermal method is proposed to synthetize an ordered and self-assembled MoS₂ nanoflower (MoS₂/C NF) with expanded interlayer spacing via embedding a carbon layer into the interlayer. The carbon layer in the MoS₂ interlayer can speed the transfer of electrons, while the nanoflower structure promotes the ions transport and improves the structural stability during the charging/discharging process. Therefore, MoS₂/C NF electrode exhibits exceptional rate performance (318.2 and 302.3 mA·h·g^-1 at 5.0 and 10.0 A·g^-1, respectively) and extraordinary cycle durability (98.8% retention after 300 cycles at a current density of 1.0 A·g^-1). This work provides a simple and feasible method for constructing high-performance anode composites for sodium ion batteries with excellent cycle durability and fast charge/discharge ability.     

多级结构MoS2/C复合材料的储锂性能

利用二硫化钼和葡萄糖为原料,采用一锅乙醇/水复合溶剂热-后热处理法制备了绣球花状结构MoS₂/C复合材料。考查了乙醇/水复合溶剂的合理组成和MoS₂/C复合材料中碳的合理含量,分别采用SEM和TEM表征了MoS₂/C材料的形貌结构,通过TGA测试和计算了材料中的碳含量。采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等测试了MoS₂/C复合电极的电化学性能。结果表明,MoS₂/C复合材料拥有多级花球状结构,缓解了MoS₂的团聚,使电极材料的利用率和电化学稳定性显著提高。当V（乙醇）：V（水）为1：2,碳含量为50%时,MoS₂/C复合电极在200 mA·g^-1的电流密度下,充放电循环100次后,可逆容量达到762 mA·h·g^-1。     

MoS2/ZnO纳米复合材料的光学和光催化性能

在溶剂热法制备ZnO纳米粒子的基础上,利用物理剥离和纳米粒子互剪切作用成功制备了MoS₂/ZnO异质结构纳米复合物。以扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量色散光谱、粉末X射线衍射、拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱、光致发光谱等对样品进行了结构形貌和性能表征。结果表明,利用物理剥离和互剪切作用能有效地获得MoS₂/ZnO复合物,复合作用使得MoS₂位于378cm^-1(E¹_2g)和400cm^-1(A_1g)处的两个特征拉曼峰显著增强。复合物中MoS₂含量越少,两个特征拉曼峰强度反而越高,且两峰波数间隔相应减小。可归因于MoS₂含量较低时,ZnO纳米粒子对MoS₂的物理剥离效果越显著,同时,MoS₂体现出良好的分散性和较小的厚度。MoS₂含量对MoS₂/ZnO的发光具有明显的调制作用,显著增强了复合物在可见光区域的吸收。随着MoS₂含量增加,其可见光发光强度迅速减小,紫外峰出现明显的蓝移。纯ZnO对苯酚的降解率最高达90%,而MoS₂/ZnO复合物对苯酚的降解率达100%,复合物对苯酚的最终降解率明显高于纯氧化锌。     

中空硫球-MoS2/rGO材料的制备及其在锂硫电池中的应用

锂硫电池凭借高理论能量密度和高理论比容量的优势成为极具发展前景的储能设备。然而,单质硫和硫化锂的绝缘性、放电过程中产生的体积膨胀及多硫化物溶解导致的“穿梭效应”等问题,限制其商业化发展。为解决上述问题,采用低温液相法合成中空硫球（HS）,通过水热法制备纳米花状MoS₂/还原氧化石墨烯（MoS₂/rGO）,随后将MoS₂/rGO包覆在HS表面获得HS-MoS₂/rGO复合正极材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS等对该材料的晶体结构、形貌等性质进行表征,采用循环伏安法、交流阻抗法以及恒流充放电对复合正极进行电化学测试。研究表明,MoS₂/rGO对多硫化物具有强吸附能力和高催化活性,能够有效限制多硫化物的穿梭;同时硫球的中空结构能够缓解体积膨胀,保持正极结构稳定。HS-MoS₂/rGO正极展现出优异的倍率性能和循环稳定性。     

中空硫球-MoS2/rGO材料的制备及其在锂硫电池中的应用

锂硫电池凭借高理论能量密度和高理论比容量的优势成为极具发展前景的储能设备。然而,单质硫和硫化锂的绝缘性、放电过程中产生的体积膨胀及多硫化物溶解导致的“穿梭效应”等问题,限制其商业化发展。为解决上述问题,采用低温液相法合成中空硫球（HS）,通过水热法制备纳米花状MoS₂/还原氧化石墨烯（MoS₂/rGO）,随后将MoS₂/rGO包覆在HS表面获得HS-MoS₂/rGO复合正极材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS等对该材料的晶体结构、形貌等性质进行表征,采用循环伏安法、交流阻抗法以及恒流充放电对复合正极进行电化学测试。研究表明,MoS₂/rGO对多硫化物具有强吸附能力和高催化活性,能够有效限制多硫化物的穿梭;同时硫球的中空结构能够缓解体积膨胀,保持正极结构稳定。HS-MoS₂/rGO正极展现出优异的倍率性能和循环稳定性。     

Enhanced methanation stability of nano-sized MoS2 catalysts by adding Al2O3

A series of unsupported MoS₂ catalysts with or without Al₂O₃ modification was prepared using a modified thermal decomposition approach. The catalysts were tested for the methanation of carbon monoxide and the optimum one has 25.6 wt-% Al₂O₃ content. The catalysts were characterized by nitrogen adsorption measurement, X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The results show that adding appropriate amount of Al₂O₃ increases the dispersion of MoS₂, and the increased interaction force between MoS₂ and Al₂O₃ can inhibit the sintering of active MoS₂ to some extent.