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二硫化钼纳米片/碳纳米纤维复合材料的制备
2020/7/3 17:42:27 易丝帮

一、背景

      二硫化钼(MoS2)是一种具有类似石墨烯结构的层状化合物,其具有独特的结构和良好的物理和化学性质,如优良的电荷载流迁移率、较高的杨氏模量和化学稳定性等。MoS2  纳米结构种类繁多,如 MoS2 纳米颗粒、MoS2 纳米微球、MoS2 纳米棒、MoS2 纳米管和 MoS2 纳米片等。其中,因 MoS2  纳米片具有丰富的裸露边缘,在检测生物分子时显示出良好的生物传感器性能,研究表明,三维(3D)层次结构具有更好的机械粘合性、优异的电子传输能力和更活跃的边缘位置。通过静电纺丝获得的碳纳米纤维具有较高的比表面积、孔隙率和高导电性,且柔韧性较好,是一种适合作为  3D 结构支撑衬底的纳米材料。

二、实验步骤

1、碳纳米纤维的制备

     将 1 g 聚丙烯腈粉末(PAN)溶解于 10 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,并且在温度为 90  ℃的条件下加热搅拌 1 h,得到静电纺丝溶液。然后,取 10 mL 上述溶液转移到注射器中,将注射器固定于注射泵上,在电压为 20 KV 下进行静电纺丝,溶液流速为 1  m L/h,收集距离为 10  cm;将聚丙烯腈纤维置于鼓风干燥箱中,以 1  ℃/min 的速度升温到 300  ℃,保温 1 h 进行稳定化处理;将稳定化处理过后的聚丙烯腈纤维置于管式炉中央,在氩气保护下从室温以 10  ℃/min的速度升温到 900  ℃,并在温度 900  ℃的条件下保温 60 min,其中氩气的流速为 500 sccm,然后随炉冷却到室温,得到碳纳米纤维。

2、 二硫化钼纳米片/碳纳米纤维复合材料的制备 

将上一步所得到的碳纳米纤维切割成 1 cm×1 cm 的大小,并用丙酮清洗杂质后,然后用去离子水冲洗;取 0.6 mmol 的钼酸钠(Na2MoO4)和 3 mmol 的硫脲(CH4N2S)添加到 75 mL 的去离子水中,进行磁力搅拌 15 min。将清洗好的碳纳米纤维与混合溶液一同转移到 100 mL 的反应釜中,在 220  ℃下水热反应 24 h,随炉冷却到室温,取出材料并用去离子水冲洗几次,进行真空冷冻干燥 1 h。


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