纤维素纳米纤维/二硫化钼纳米片复合膜的结构与性能开题报告
2020-04-26 11:53:51
1. 研究目的与意义(文献综述)
近年来,以石墨烯为代表的片层二维纳米材料的可控制备及其应用备受关注[1-3]。2d纳米材料代表着一种新型的纳米材料,具有片状结构并且横向尺寸大于100nm或者几个微米甚至更大,但是厚度仅单层或者几个原子层厚度(小于5nm)。2d纳米材料因其独特的结构而展现出前所未有的物理、光学和化学性能[4]。首先,电子被束缚在二维区域,尤其是单层的2d纳米材料,使得它们具有优异的电子特征,这一现象促使它们在电子或者光电子等领域快速发展;第二,层内共价键和层间范德华力相互作用使得它们具有良好的机械强度、灵活的光学性能,这些性能决定了2d纳米材料很容易被剥离制备;第三,横向尺寸大仍保持原子层厚度,赋予它们大的比表面积,这一现象使得它们在催化和超级电容等领域拥有广泛的应用前景;最后,表面原子的高暴露使得它们易于功能化,这一现象为后来的功能化纳米复合材料的发展奠定了基础。
其中,二维层状过渡金属硫族化合物引起了人们的广泛关注,尤其是在能源转化与存储当中的应用。过渡金属硫族化物可以形成不同的形态,以二硫化钼为例,二硫化钼有四种不同的晶体结构,包括2h、1t和3r,不同的晶体结构中mo 和s的排列是不同的。二硫化钼mos2是2d纳米材料中的tmds中的典型的代表,并且易于合成。除了拥有2d纳米材料相似的性质外,还有自己独特的性能,如拥有硫和钼两种组分的优势、具有直接能带隙和良好的生物相容性等[4]。因此具有如光吸收、荧光、压电等性能,可用于led屏幕、生物传感器等方面。然而它们的电化学性能却不尽人意,究其原因,主要是二硫化钼固有导电性不佳,机械性能较差等。并且其不易单独成型,所以需要与其它基底材料复合[5]。
为了获得更优越的物理和化学性质,发展新型的基于二维材料的纳米复合材料已成为当前的研究热门。由于纳米复合材料的协同作用,二维纳米复合材料在新能源、电催化、生物传感以及医学分析等领域具有更广阔的应用前景。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、制备纳米纤维素和剥离二硫化钼。
2、制备纳米纤维素/二硫化钼一维/二维纳米复合材料。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,制备纤维素纳米纤维/二硫化钼复合材料。
第9-12周:采用拉曼、sem、tem、xrd、ftir、uv-vis、tg、拉伸测试等测试技术对复合材料的形貌、结构与性能进行表征。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]张晓. 二硫化钼电极材料的制备及电化学性能研究. 硕士毕业论文. 哈尔滨工业
大学, 2013.
[2]刘玉平,李彦光. 液相剥离制备二维层状二硫化钼作为高性能锂离子电池负极材料[j]. 苏州大学功能纳米与软物质研究院, 2015.
[3]hongli zhu, wei luo, peter n. ciesielski, zhiqiang fang, j.y. zhu, gunnar henriksson, michael e. himmel,and liangbing hu, chem. rev,
2016,116,9305-9374.
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