过渡金属二硫属化物纳米片的合成与性能研究的任务书.docx

过渡金属二硫属化物纳米片的合成与性能研究的任务书
任务书
一、任务背景与目的
过渡金属二硫属化物（TMDs）是一类具有广泛应用前景的二维纳米材料。其中，MoS2和WS2是其中最具代表性的两种，在催化、电子器件和光学领域均有应用。与传统的3D材料相比，TMDs具有大比表面积、高载流子迁移率和独特的光学性能等优点，有望成为高性能电子器件和新型光电器件的重要候选材料。
在过去的几年中，纳米片作为一种有效的二维TMDs材料形态引起了极大关注。与其他形态的TMDs材料相比，纳米片的存在对较大载流子扩散长度有利，同时也有有利于提高电学性能和催化活性。因此，研究合成TMDs纳米片并探究其性能具有重要意义。
本研究旨在合成MoS2和WS2纳米片，并研究其光学性能、电学性能和催化性能，为进一步优化TMDs纳米片的合成及应有提供理论指导和实验基础。
二、研究内容
1.合成MoS2和WS2纳米片
可采用多种方法合成MoS2和WS2纳米片，如下面三种：
（1）机械剥离法：通过将3DMoS2、WS2等材料机械剥离得到二维薄片。
（2）热解法：通过在高温环境下热解前驱物得到MoS2和WS2纳米片。
（3）气相沉积法：通过将TMDs前驱物在特定温度下分解得到纳米片。
本研究将探究三种方法的优缺点，并选定最优的方法进行实验。
2.研究MoS2和WS2纳米片的光学性能
利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等光学表征手段，对合成得到的MoS2和WS2纳米片进行表征，分析其带间跃迁和缺陷激子吸收等光学性质。
3.研究MoS2和WS2纳米片的电学性能
使用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段观察纳米片形貌和表面形态。利用印刷技术制备MoS2和WS2纳米片的器件，测量器件电特性和载流子迁移率等电学性能。
4.研究MoS2和WS2纳米片的催化性能
使用压合法制备MoS2和WS2的催化剂，以甲醇氧化反应为样品反应研究催化反应性能。
三、研究意义
本研究将为深入探究TMDs纳米片合成及其物性提供理论指导和实验基础。同时，研究得到的MoS2和WS2纳米片还具有潜在的实际应用，如在电子器件、能源储存和催化反应中的应用等，对于科技领域的发展具有重要的推动作用。
四、研究计划和进度安排
本研究将于2021年5月开始，计划分为以下几个阶段进行。
阶段一（5月-7月）：文献调研，确定最优的MoS2和WS2纳米片合成方法。
阶段二（8月-10月）：合成MoS2和WS2纳米片，采用UV-Vis、AFM和SEM等表征手段对其进行表征，并分析其光学性能和电学性能。
阶段三（11月-1月）：制备MoS2和WS2的催化剂，以甲醇氧化反应为样品反应研究其催化性能。
阶段四（2月-4月）：分析实验结果，撰写论文。
五、参考文献
1.LiuX,etal.Two-DimensionalTransitionMetalDichalcogenidesNanosheet-BasedComposites.ChemicalReviews,2018,118(11):6141-6287.
2.XuD,etal.Large-AreaEpitaxialMonolayerMoS2.AcsNano,2015,9(1):897-903.
3.HeS,etal.MetalDithioleneNanosheetandItsDerivatives:Two-DimensionalMaterialsofHighConductivity.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2016,138(41):13486-13495.