液态催化剂和反应物在纳米材料生长中的作用

1绪论

1.1纳米材料

1.2石墨烯的结构、制备和应用

1.2.1石墨烯的晶体结构

1.2.2石墨烯的电子结构

1.2.3石墨烯的制备方法

1.2.4石墨烯的应用

1.3ZnO的结构、制备和应用

1.3.1Zn0的结构

1.3.2Zn0的制备方法

1.3.3Zn0的应用

参考文献

2纳米材料的表征技术

2.1X射线衍射

2.2霍尔效应测试

2.3原子力显微镜

2.4扫描电子显微镜

2.5X射线光电子能谱

2.6光学显微镜

2.7透射电子显微镜

2.8拉曼光谱仪

2.9光荧光测试

参考文献

3 液态催化剂制备二维纳米材料

3.1引言

3.2液态催化剂制备二维材料的研究现状

3.2.1液态催化剂制备石墨烯

3.2.2液态金属催化剂制备h-BN

3.2.3液态金属催化剂制备过渡金属硫化物

3.2.4 液态Cu 催化剂制备超薄Mo2C纳米晶体的超导现象研究

3.2.5 液态金属催化剂制备异质结

3.3液态金属催化剂制备过渡金属氧化物

3.3.1实验方案

3.3.2金属在衬底上的团聚现象

3.3.3Mo在Cu或Au中的扩散

3.3.4液态金属表面制备Mo0

3.3.5液态Cu表面制备WO3

3.4合金限域生长Mo0

3.4.1合金/Al2O3限域生长MoO

3.4.2 合金/YSZ限域生长MoO

3.5 合金/Al2O3限域生长Mo2C

3.6本章小结·参考文献

4VLS机制可控制备Mo2C微米花

4.1 引言

4.2实验机理

4.3 VLS-Mo2C的相关表征

4.4 Na2MoO4水溶液浓度对VLS-Mo2C的影响

4.5生长温度对VLS-Mo2C的影响

4.6 VLS-Mo2C与VSS-Mo2C的HER性能比较

4.7本章小结

参考文献

5 VLS机制制备超薄单晶Mo，C纳米片

5.1 引言

5.2VLS机制制备二维材料的研究现状

5.2.1 VLS模式制备MoS2

5.2.2 VLS模式制备WS2

5.2.3VLS模式制备MoN

5.3研究内容

5.3.1衬底的处理

5.3.2退火时间对Mo2C生长的影响

5.3.3Na2MoO4水溶液浓度对Mo2C生长的影响

5.3.4生长温度的影响

5.3.5 Mo2C纳米片的相关测试分析

5.3.6Na*和液固界面在Mo2C生长中的作用

5.3.7 OH对Mo2C生长的影响

5.4本章小结

参考文献

1绪论

1.1纳米材料

纳米材料是指结构单元在三维空间中至少有一维尺度达到纳米级别（1~100nm）的材料。纳米材料具有独特的物理和化学性质，在电学、声学、光学、催化科学等领域具有广阔的应用前景。随着材料科学领域的迅猛发展，新型纳米材料的可控合成，包括材料的元素构成、尺寸、形貌等因素，成为材料和相关交叉学科较为前沿的研究热点（25]。

随着材料的尺寸降低到纳米级别，其物理和化学性质会发生很大的变化。例如，单层石墨烯虽然只有一个原子的厚度（6]，但是其具有相当好的机械强度（7]（弹簧力常数为1~5N/m，弹性模量大约是0.5TPa[89]）；石墨烯具有良好的导电性和导热性（]，其电子迁移率在室温下约为2×10cm²/（V·s）（-13），而电阻率只有约10Q·cm，导热系数高达5kW/（m·K）[14]；石墨烯的比表面积高达2630m²/g[15]。单层石墨烯的晶体结构中，导带与价带恰好相交于狄拉克（Dirac)点，因此，单层石墨烯被定义为半金属，通过掺杂，石墨烯可以形成n型（16]或者p[7型的半导体。另外，石墨烯具有特殊的透水隔气性能，绝大部分液体和气体都无法通过石墨烯薄膜逸出来，唯有水蒸气能够透过去[18]。在纳米催化领域，催化剂粒子的原子排布、晶面间距、粒子的形貌和尺寸等因素对催化剂的催化性能也具有重要的影响[1920]。例如，催化剂尺寸的改变，能够引起其表面结构和电子性质等方面的变化，进而影响催化性能[1。M.Valden等人[21]报道了TiO2负载的Au纳米粒子在催化CO氧化过程中的催化活性与Au纳米粒子的尺寸密切相关，当Au纳米粒子的尺寸为3nm时，其具有最高的CO氧化催化活性。X.P.Xu等人[2]报道了SiO2纳米片负载的Pd纳米粒子在催化NO分解过程中，产物的选择性与Pd纳米粒子的尺寸密切相关：当Pd纳米粒子的粒径从25nm降低到5.5nm时，NO分解的产物从N20、N2和02变成了N2和O2，没有了N20产物。

……

本书较为详细地介绍了目前国内外研究人员利用液态金属催化剂和液态前驱体制备二维/超薄纳米材料的研究现状；同时，作者结合自身的课题，阐述了首次利用液态金属催化剂限域制备过渡金属氧化物和碳化物的实验过程和相关结果；阐述了首次利用液态前驱体制备超薄碳化钼的实验过程和相关结果。本书对于材料学和材料化学等专业领域的研究人员具有一定的研究价值和指导作用，有益于刚迈入材料科学领域的新人快速享握本领域的研究现状，同时，本图书中关于作者自身实验内容和结果的重点阐述，开创了利用液态金属催化剂和前驱体制备过渡金属氧化物/碳化物的先例，对于材料学科的研究人员具有实用性的研究价值。