MoS2在石墨烯/聚酰亚胺基底上的电化学制备及半导体光电性能研究
批准号:
51372106
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
王春明
依托单位:
学科分类:
无机非金属基复合材料
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
张焱、赵晓娟、陆大班、于盛姣、冯晴亮、蒋益敏、贾玲普、段凯月、夏晓红
中文摘要
将不同纳米结构的MoS2制备在石墨烯/聚酰亚胺复合基底表面,然后通过研究形貌、结构与性能关系,揭示该半导体光电催化材料的相关科学问题。项目策略包括首先合成结晶性能优良、导电性好、在±200℃温区稳定、加工性能好的石墨烯/聚酰亚胺电极材料;然后以电化学原子层外延技术为主、结合循环伏安法等电化学技术,在该电极材料表面构建从单层到有限多层的MoS2纳米薄膜和纳米线,获得布状、可折叠剪裁的MoS2/石墨烯/聚酰亚胺复合材料;通过表面形态分析手段(如原子力显微镜等)、内部结构分析手段(如x-射线光电子能谱和衍射谱)和光电性能分析方法(如光电流-时间曲线以及电流-电位曲线技术),研究该材料与光电催化、光电转换性能的关系;将所研制的材料用于水的催化析氢、太阳能转换等相关研究方向,从理论和实践上探寻该新材料在新能源方面的潜在应用价值。
英文摘要
The goal of this proposal is to prepare MoS2 with different nanostructures onto the surface of grephene(GE)/polyimide(PI) composite substrate. Then the relationship between morphous and property, structure and property will be systematically studied so as to reveal some scientific matter related this prepared materials for semiconductor photoelectrocatalysis. To realize the goal, the GE/PI substrate that possesses the property of superordinary crystallization, good conductivity, stable in temperature region ±200℃ and good processing performance will be synthetized firstly. Then the photoelectrocatalyticly active MoS2, from monolayer to multilayer and to nanowire, will be prepared separately onto the substrate to form MoS2/ GE/PI composited materials by using the electrochemical methods including electrochemical atomic layer epitaxy(EC-ALE) and cyclic voltammetry(CV). The prepared MoS2/GE/PI composited materials will be cloth-like and tailorable. The photoelectrocatalysis and the opto-electrical divert properties of the prepared materials will be characterized by using atomic force microscope(AFM), x-ray photoelectron spectrometry(XPS), photocurrent-time(I-T) and current-voltage (I-V)measurements. The application prospect of the materials in the fields of photocatalytic H2 evolution and solar energy conversion will be furtherly probed.
成功制备了石墨烯(GO)/聚酰亚胺(PI)、GO/PI/碳纳米管(CNT)复合材料。材料制备阶段的创新点是在合成PI过程中分别掺入GO与CNT,或同时掺入GO和CNT,将不导电的PI变成导电的修饰电极材料。所制备的电极材料成薄膜状(薄膜厚度1-2mm)可以任意剪裁、耐酸碱、在较高和较低的温度下性能稳定、对无机和有机物均有一定的亲和性。.将上述制备的基底修饰电极材料装配到电解池作为工作电极,采用循环伏安法(CV)等电化学技术研究了在(GO/PI)和(GO/ PI/CNT)基底修饰电极表面制备本项目主要目标纳米材料硫族钼化物MoX2 (X =S,Se,Te,O)的电极行为。比如在0.1— -1.0 V(vs.SCE)的电位区间,于0.002M (NH4)2 MoS4 + 0.2 M KCl + 0.2 M NH4Cl溶液中成功制备了不同厚度的纳米MoS2,获得了具有光电催化性能以及电催化析氢性能的MoS2-GO/PI/CNT复合材料;在0.04M Na2MoO4 + 0.02 M H2SeO3 + 0.2 M NaAc-Hac(pH=3.6) 溶液中通过电化学沉积获得了MoSe2-GO/PI 以及在0.05 M Na2MoO4 + 0.0015 M TeO2 + 0.2 M PBS (PH = 6) 溶液中电化学法制备了Te2-GO/PI/Mo 材料。这些电极材料同样表现了优良的的光电催化以及电催化析氢性能。.本完成的项目还包括将硫族钼化物纳米材料修饰到玻碳电极(GCE)、金属电极、导电玻璃(ITO)等电极表面、制得了如MoS2-GCE材料,以达到用比较法发现其与导电PI修饰电极表面硫族钼化物光电催化性能差异之目的;同时,在GO/PI、GO/ PI/CNT修饰电极材料表面制备了非硫族钼化物的其它半导体纳米材料、如NiSe-GO-PI/CNT 和 AuPd/PI/GO,以拓展本项目特殊的电极材料负载有其它半导体纳米材料时在光电催化、析氢以及传感器等领域的学术价值和应用价值。.与批准的申请书内容比较,完成了申请书预设的研究目标。
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Ni(OH)(2)/MoS (x) nanocomposite electrodeposited on a flexible CNT/PI membrane as an electrochemical glucose sensor: the synergistic effect of Ni(OH)(2) and MoS (x)
Ni(OH)(2)/MoS(x)纳米复合材料电沉积在柔性CNT/PI膜上作为电化学葡萄糖传感器:Ni(OH)(2)和MoS(x)的协同效应
DOI:
10.1007/s10008-015-3002-9
发表时间:
2016
期刊:
JOURNAL OF SOLID STATE ELECTROCHEMISTRY
影响因子:
2.5
作者:
[Wang Qin, Zhang Yan, Ye Weichun, Wang Chunming]
通讯作者:
Wang Chunming
An In-ZnO nanosheet-modified carbon nanotube-polyimide film sensor for catechol detection
In-ZnO纳米片修饰的碳纳米管-聚酰亚胺薄膜传感器用于儿茶酚检测
DOI:
10.1039/c3ta15436j
发表时间:
2014
期刊:
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:
11.9
作者:
[Jiang Yimin, Jia Lingpu, Yu Shengjiao, Wang Chunming]
通讯作者:
Wang Chunming
Reduced Graphene Oxide-Modified Carbon Nanotube/Polyimide Film Supported MoS2 Nanoparticles for Electrocatalytic Hydrogen Evolution
还原氧化石墨烯改性碳纳米管/聚酰亚胺薄膜负载MoS2纳米粒子用于电催化析氢
DOI:
10.1002/adfm.201500194
发表时间:
2015-05-13
期刊:
ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子:
19
作者:
[Jiang, Yimin, Li, Xin, Wang, Chunming]
通讯作者:
Wang, Chunming
Pd micro-nanoparticles electrodeposited on graphene/polyimide membrane for electrocatalytic oxidation of formic acid
石墨烯/聚酰亚胺膜上电沉积钯微纳米颗粒用于甲酸电催化氧化
DOI:
10.1016/s1003-6326(15)63925-5
发表时间:
2015-09
期刊:
TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA
影响因子:
4.5
作者:
[Zhang Yan, Wang Qin, Ye Wei-chun, Li Jia-jia, Wang Chun-ming]
通讯作者:
Wang Chun-ming
DOI:
10.1016/j.electacta.2014.07.129
发表时间:
2014-10
期刊:
Electrochimica Acta
影响因子:
6.6
作者:
[X. Xia;Xiaojuan Zhao;Weichun Ye;Chunming Wang]
通讯作者:
X. Xia;Xiaojuan Zhao;Weichun Ye;Chunming Wang
共 25 条
利用电化学原子层沉积技术在碳纳米管-聚酰亚胺复合材料表面构建CuInSe2超晶格
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批准号:51072073
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项目类别:面上项目
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资助金额:37.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王春明
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依托单位:
线粒体解偶联蛋白是决定寿命的原初分子吗?
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批准号:31071917
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王春明
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依托单位:
纳米Cu2O-Cu半导体膜修饰的旋转盘环电极上有机氮农药光电催化降解中间体的电分析研究
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批准号:20775030
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:王春明
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依托单位:
现场顺磁共振-纳米半导体修饰电极光电催化联用技术对硝基芳烃和芳胺类环境污染化合物降解机理的研究
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批准号:20577017
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2005
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负责人:王春明
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依托单位:
硅(100)表面无电沉积银的电化学和面结构分析研究
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批准号:20073017
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2000
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负责人:王春明
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依托单位:
国内基金
海外基金