贵金属硫化钼复合催化剂制备及光催化性能研究文献综述
2020-06-26 08:06
1.前言 近年来科学家们发现太阳能作为一种纯天然的能源,它有着很多的用途,主要分为热利用和光利用,热利用包括太阳能集热器、热泵、热发电等,理论及应用技术相对成熟;光利用则包含光催化、光伏发电、光开关等。
尽管太阳能光利用备受关注,但它在实际生活应用方面还存在着许多问题,特别是核心材料的光谱吸收和利用率低。
作为一种类似于石墨烯层状结构的材料,MoS2夹层之间通过范德华力相连,而层内则通过共价键和离子键相互连接,这种原子配位结构和电子结构使得其载流子传输速度特别快,且带隙随着层厚度及离子掺杂等因素而随之变化,在1.20~1.90eV 范围内可调,对应吸收波长范围为690~1030nm,与太阳光有着良好的适配性。
理论上而言,MoS2作为一种兼具极佳性能的光吸收性和较高的太阳光利用率,在光催化、光伏发电、光开关等新能源行业应用前景广阔。
2. 研究现状 2010年,石墨烯的问世打开了二维材料的新视野。
由于石墨烯被证明有着无与伦比的特性,而且二硫化钼的结构又和石墨烯很相像,所以这么年来科学家都在不停地研究它。
经过调查发现,2000年之前关于二硫化钼的报告在200篇以下,而到了2010年,就是石墨烯出现之后,这个数量出现了很大的变化,即报告出现了大幅度的增加。
3. 硫化钼的概念 3.1 基本结构 二硫化钼(MoS2)是自然界中十分典型的层状矿物,为六方晶系结构,能吸收可见光频率的光子,且其导带和价带的边缘电位高,非常有利于载流子的分离,相较于传统TiO2催化剂具有更好的理论催化性能。
其中Mo原子为黑色,S原子为白色。
在二硫化钼结构中,MoS2层的厚度为0.315nm、MoS2和MoS2两个层之间的间隙为0.349nm。
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