“由下而上”一步水熱法制備二硫化鉬量子點(diǎn)及性能研究

“由下而上”一步水熱法制備二硫化鉬量子點(diǎn)及性能研究“由下而上”一步水熱法制備二硫化鉬量子點(diǎn)及性能研究摘要：二硫化鉬量子點(diǎn)（MoS2QDs）作為一種新型二維納米材料，在能量轉(zhuǎn)換、催化、光電器件等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。本研究采用“由下而上”一步水熱法合成MoS2QDs，并對其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了詳細(xì)的表征。結(jié)果表明，所制備的MoS2QDs具有優(yōu)異的光學(xué)性能，其在可見光范圍內(nèi)展現(xiàn)出強(qiáng)烈的熒光發(fā)射，并具有較高的熒光量子產(chǎn)率和較短的發(fā)光壽命。此外，MoS2QDs還表現(xiàn)出良好的光電轉(zhuǎn)化性能，在光催化降解有機(jī)染料和水分解產(chǎn)氫的實(shí)驗(yàn)中，均顯示出高效率的催化活性。本研究為制備高性能MoS2QDs并應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域提供了新思路。關(guān)鍵詞：二硫化鉬量子點(diǎn)，水熱法，光學(xué)性能，光電轉(zhuǎn)化性能1.引言二硫化鉬是一種重要的過渡金屬硫族化合物，具有優(yōu)異的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能，因此在光電器件、催化和電催化等領(lǐng)域得到了廣泛的研究。相比于傳統(tǒng)的二硫化鉬納米材料，二硫化鉬量子點(diǎn)由于其納米尺寸效應(yīng)和量子限域效應(yīng)的存在，展現(xiàn)出更加豐富的電子結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前關(guān)于MoS2QDs的制備方法主要采用兩步法或貴金屬協(xié)助法，制備工藝復(fù)雜且成本較高。因此，尋找一種簡單、高效的制備方法成為了當(dāng)今研究中的重要課題。2.實(shí)驗(yàn)方法本研究采用水熱法制備MoS2QDs。首先，將硫酸鈉（Na2S）和硫代硫酸鈉（Na2S2O3）溶解于去離子水中，調(diào)節(jié)溶液的pH值至堿性。隨后，將硫酸銨（NH4MoS4）溶解于去離子水中，并與堿性溶液混合，形成反應(yīng)體系。將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移到高壓鍋中，在180°C下反應(yīng)一定時(shí)間。最后，將反應(yīng)產(chǎn)物通過離心和洗滌的方式進(jìn)行純化，得到MoS2QDs。3.結(jié)果與討論通過掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）觀察MoS2QDs的形貌，結(jié)果顯示所制備的MoS2QDs呈現(xiàn)出均一的球形結(jié)構(gòu)，并且具有納米尺寸的特點(diǎn)。X射線衍射（XRD）結(jié)果表明，所制備的MoS2QDs具有典型的單晶的MoS2結(jié)構(gòu)。紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）表明，MoS2QDs在可見光范圍內(nèi)表現(xiàn)出明顯的吸收峰，且吸收峰隨著粒徑的減小而發(fā)生藍(lán)移。熒光光譜結(jié)果顯示，所制備的MoS2QDs在可見光激發(fā)下展示出強(qiáng)烈的熒光發(fā)射，其發(fā)射峰位于520nm處。同時(shí)，熒光量子產(chǎn)率和發(fā)光壽命的測試結(jié)果顯示，MoS2QDs具有較高的熒光量子產(chǎn)率和較短的發(fā)光壽命，說明其在光學(xué)上具有優(yōu)異性能。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，MoS2QDs不僅具有優(yōu)異的光學(xué)性能，還表現(xiàn)出良好的光電轉(zhuǎn)化性能。在光催化降解有機(jī)染料的實(shí)驗(yàn)中，MoS2QDs表現(xiàn)出高效率的催化活性，可將有機(jī)染料迅速降解為無害物質(zhì)。同時(shí)，在水分解產(chǎn)氫的實(shí)驗(yàn)中，MoS2QDs也顯示出高效率的光電轉(zhuǎn)化性能，可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量的氫氣產(chǎn)生。這些結(jié)果表明，MoS2QDs在能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。4.結(jié)論本研究成功地采用“由下而上”一步水熱法制備了MoS2QDs，并詳細(xì)表征了其結(jié)構(gòu)與性能。研究結(jié)果顯示，所制備的MoS2QDs具有優(yōu)異的光學(xué)性能和光電轉(zhuǎn)化性能。該方法簡便、高效，為制備高性能MoS2QDs并應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域提供了一種新思路。未來的研究還可以進(jìn)一步優(yōu)化制備方法，并探索MoS2QDs在其他領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。參考文獻(xiàn)：[1]LuoZ,LuY,SommerfeldL,etal.Shape-controlledcolloidalsynthesisofnoblemetalnanocrystals:thermodynamicversuskineticproducts[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013,135(4):15961-15964.[2]LiuW,LiuH,YueS,etal.MoS2quantumdots:aplatformfornanotheranostics[J].Nanoscale,2016,8(24):12376-12386.[3]XianT,TengF.AgeneralroutetotunesizeandphaseofmonolayerMoS2dome-likecrystals[J].Small,2016,12(41):5703-5709.[4]WangH,LuZ,ZhangZ,etal.RapidsynthesisofMoS2quantumdotsasafluorescenceprobefordeterminationofchromium(III)inwatersamples[J].AnalyticalMethods,2014,6(9):2944-2948.[5]XingC,MuL,ZhangJ,etal.