MoS納米材料的制備及其性質(zhì)研究

1、MoS2納米材料的制備及其性質(zhì) 研究1前言：1985年，人們首次發(fā)現(xiàn)了C60籠型結(jié)構(gòu)如下圖21991年，日本人宣告碳納米管是一些石墨層卷曲形成的同心圓柱構(gòu)成中空管狀結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。32004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位教授首次成功分離出了石墨烯，并在2010年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。42011年，在中財(cái)網(wǎng)上的一篇文章上出現(xiàn)了這樣一句話(huà): 如果你錯(cuò)過(guò)了石墨烯，就不要再錯(cuò)過(guò)輝鉬了!輝鉬有望替代硅成為新一代半導(dǎo)體材料這是科技日?qǐng)?bào)上的一篇文章。該文章報(bào)道瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院納米電子學(xué)與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)：用一種名為輝鉬的材料制造半導(dǎo)體，或者制造更小效能更高的電子芯片在下一代納米電子設(shè)備領(lǐng)域，將比傳統(tǒng)的硅材料或富勒烯

2、更有優(yōu)勢(shì)。5那輝鉬材料具體是那一種材料呢？ 它就是MoS2受C60與碳納米管的啟發(fā)，以色列魏茲曼科學(xué)院科學(xué)家RTenne領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于1993年合成了IF-MoS2納米顆粒與納米管。（IF無(wú)機(jī)富勒烯）6MoS2的性質(zhì)熔點(diǎn)1185密度4.80g/cm3(14 )莫式硬度1.01.51370 開(kāi)始分解，1600 分解為金屬鉬和硫315 在空氣中加熱時(shí)開(kāi)始氧化，溫度升高，氧化反應(yīng)加快。MoS2不溶于水，只溶于王水與煮沸的濃硫酸。7MoS2的結(jié)構(gòu)MoS2是一個(gè)典型的層狀化合物，每個(gè)單元是S-Mo-S的”三明治“結(jié)構(gòu)，層內(nèi)以共價(jià)鍵緊密結(jié)合在一起，層間是以微弱的范德華力結(jié)合在一起。其中Mo和S以共價(jià)鍵結(jié)

3、合為三方柱面體結(jié)構(gòu)。MoS2屬于六方晶系，是具有抗磁性的半導(dǎo)體化合物。8910MoS2的納米材料有兩種邊緣結(jié)構(gòu)（1）扶椅型結(jié)構(gòu)。 （2）Z字型結(jié)構(gòu) 這些結(jié)構(gòu)的性質(zhì)受到應(yīng)力的影響會(huì)表現(xiàn)出一 些磁學(xué)，電學(xué)，光學(xué)性質(zhì)。X（zigzag)Y(armchair)11MoS2的應(yīng)用MoS2可以被合成多種形式的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)如：納米粒子，單壁納米管和多壁納米管MoS2形成的富勒烯納米粒子和納米管因獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，決定了其有許多新奇的性能。121.柔性器件 像石墨烯一樣單層MoS2可以做柔性器件。例如柔性液晶面板。2.優(yōu)異的摩擦性能 IF-MoS2可以在高真空下繼續(xù)保持其優(yōu)異的摩擦性質(zhì)。主要應(yīng)用于不易維護(hù)的設(shè)備，如

4、：空間飛行器，衛(wèi)星及軍事領(lǐng)域。133.潤(rùn)滑性 由于MoS2和金屬之間的附著力很強(qiáng)，可以進(jìn)一步通過(guò)納米顆粒的剝片，單分子納米層被轉(zhuǎn)移到金屬表面上，緩和摩擦和磨損。 4.防腐 MoS2不溶于水，只溶于王水和煮沸的的濃硫酸，因此鍍上一層輝鉬的不銹鋼能很好的防腐。145.場(chǎng)效應(yīng)晶體管 單層MoS2的電子遷移率在室溫下可以達(dá)到200Vm/s，有一個(gè)很高的開(kāi)關(guān)比：1108。體積比Si小，使得獲得同樣效果的電子運(yùn)動(dòng)時(shí)， MoS2可以比Si更輕薄。在穩(wěn)定狀態(tài)下耗能比傳統(tǒng)Si晶體管小十萬(wàn)倍。由于MoS2有一個(gè)直接帶隙，不像石墨烯沒(méi)有直接的帶隙。所以MoS2是下一代場(chǎng)效應(yīng)晶體管的熱門(mén)候選者。156.做太陽(yáng)能電池，

5、鋰電池等的電極材料。7.催化劑 MoS2可以做給原油脫硫的工業(yè)催化劑，光催化劑等，還可預(yù)防硫中毒。8.儲(chǔ)氫媒介 水分子可以在單層MoS2空位處分解成O與 2H原子，這些原子束縛在懸空鍵上，在1H-MoS2的表面釋放出氫氣。 169.發(fā)光二級(jí)管10.吸附劑 IF-MoS2比表面積較大，吸附能力很強(qiáng)，可以吸附一些有毒氣體，芳香劑等11.制備二硫化鉬層間化合物 由于MoS2是層間化合物而且其層間是微弱的范德華力，很容易插入有機(jī)基團(tuán)或其他化合物可形成二維納米復(fù)合物。這些復(fù)合物可以表現(xiàn)出許多奇特的性質(zhì)。17MoS2納米材料的制備 1.水熱法 （1）用摩爾比是1:3的Na2MoO42H2O and CH3

6、CSNH2 作原料再添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎?CH3CSNH2 +2H2O H2S + CH3COOH + NH3 4Na2MoO4 +9H2S 4MoS2 +Na2SO4 +6NaOH + 6H2O （2）用NaS2和MoO3作原料在聚四氟乙烯做襯里的高壓釜中反應(yīng)。 （3）(NH4)6Mo7O244H2O, (CS(NH2)2), (H2C2O42H2O）其中 Mo/S/H2C2O4的摩爾比為1:2:1. 182.機(jī)械球磨法 用MoO3與硫在球磨機(jī)中球磨，得到的混合物在管式爐中燒結(jié)就可制得MoS2的納米材料。3.CVD法4.還原沉淀法5.激光蝕刻法6.紫外線，X射線光刻19下一段時(shí)間的工作.利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件用MoS2在Si襯底