三维多孔二硫化钼电极的构建及其性能研究任务书
2020-06-10 10:06
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
三维有序大孔材料(Three-dimensionally ordered macroporous, 3DOM)因其均一、有序的大孔孔道、孔容超大、结构稳定以及比表面积大等特点而备受关注,尤其在电化学生物传感器领域有着很好的应用前景。3DOM的构建方法主要有种子法和模板法[1-3]。尤其是模板法,该法能够有效的控制填充度、孔径大小和孔壁厚度。常用的模板有二氧化硅球、聚苯乙烯微球、氧化铝等。3DOM电极具有生物相容性好、导电性强和表面积大等优点能提供数倍于平面二维电极的表面积,使电极反应在整个三维空间进行,从而减轻电极反应的极化,提高电极的动力学性能。3DOM电极的构建常采用二氧化硅模板垂直沉降技术,即将洗干净的电极插入到SiO2模板剂胶体分散液中,控制温度在35oC,两天之后,由于溶剂蒸发,在电极表面制得三维有序纳米球阵列,用HF溶解掉模板就可以得到[4-6]。
二硫化钼(MoS2)属于六方晶系,它具有与石墨相似的层状结构[7]。单层MoS2由三层原子层构成,中间一层为钼原子层,上下两层均为硫原子层,钼原子层被两层硫原子层所夹形成类”三明治”结构,钼原子与硫原子以共价键结合形成二维原子晶体,多层MoS2由若干单层MoS2组成,一般不超过5层,层间存在弱的范德华力,层间距约为0.65nm[8]。与零带隙的石墨烯不同,MoS2体材料和多层、单层材料都具有禁带,是天然的半导体。其体材料的电子跃迁方式为非竖直跃迁,即能带结构为间接带隙,对于薄层材料,随着MoS2层数的减少,其带宽逐渐增加,当为单层时,其电子跃迁方式变为竖直跃迁,即能带结构为直接带隙[9]。MoS2纳米片拥有独特的物理、光学和电学性质,在电化学生物传感器上具有良好的应用前景[10]。
本工作首先采用模板法在电极表面构建三维有序阵列,然后在模板缝隙中电化学沉积MoS2,最后脱除模板得到3DOM MoS2结构。该结构能够增强电子传递能力,论文中将对其表面形貌及电化学性能进行探究。
2. 参考文献
1. bartlett, p., et al., highly ordered macroporous gold and platinum films formed by electrochemical deposition through templates assembled from submicron diameter monodisperse polystyrene spheres. chemistry of materials, 2002. 14(5): p. 2199-2208.
2. lu, l., et al., controlled fabrication of gold-coated 3d ordered colloidal crystal films and their application in surface-enhanced raman spectroscopy. chemistry of materials, 2005. 17(23): p. 5731-5736.
3. lu, l., et al., designed fabrication of ordered porous au/ag nanostructured films for surface-enhanced raman scattering substrates. langmuir, 2006. 22(6): p. 2605-2609.
3. 毕业设计(论文)进程安排
起止时间 |
设计(论文)各阶段工作内容
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备 注
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2017.3.01-2017.3.15 |
查阅文献,文献综述
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2017.3.16-2017.3.28 |
准备实验所需药品和器材
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2017.3.29-2017.4.14 |
3DOM MoS2的制备
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2017.4.15-2017.4.25 |
电极表征
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2017.4.26-2017.5.20 |
电化学表征
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2017.5.21-2017.6.08 |
写论文
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2017.6.09-2017.6.13 |
准备答辩
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