摘要
二硫化钼由于其独特的二维层状结构，具有优异的力学、化学、热学及催化性能，因此在增强聚合物性能和催化析氢等方面具有广阔的应用前景。本文将在二硫化钼纳米片层的制备、二硫化钼填充增强高分子聚合物以及二硫化钼纳米复合材料催化析氢方面展开探究。本文的研究内容主要包括以下几个方面： 1、利用萘钠插层法剥离制备二硫化钼纳米片层。通过萘钠插层及超声分散的方法将商业二硫化钼剥离成单片层或少数几片层的纳米状态，XR D结果表明萘钠处理之后二硫化钼的晶格间距增大，AFM、SEM和TEM等则更加直观的表明利用萘钠插层法成功的得到了单片层和少数几个片层的二硫化钼纳米片。经过长时间静置之后，二硫化钼水分散液没有出现明显的沉淀分层现象，这表明二硫化钼纳米片层可以较好地分散在水溶液中。 2、利用二硫化钼纳米片层增强聚乙烯醇。以二硫化钼纳米片为填料，通过溶液共混法制备不同二硫化钼含量的二硫化钼/聚乙烯醇复合材料。XR D和TE M结果表明二硫化钼纳米片均匀地分散在聚乙烯醇基体中，没有出现明显的团聚现象；而SEM和FTIR结果显示二硫化钼纳米片与聚乙烯醇之间具有较强的相互作用力；DSC和TGA测试表明添加二硫化钼之后聚乙烯醇的热稳定性明显增强，其玻璃化转变温度和最大降解温度分别升高了9、29℃；而拉伸和DM A测试结果说明二硫化钼/聚乙烯醇复合材料的机械强度相对于纯聚乙烯醇有了很大提高，当二硫化钼填充量为1 wt%时，其拉伸强度和杨氏模量分别提高了85%和49%。通过分析可知二硫化钼/聚乙烯醇复合材料性能提高的主要原因是MoS2纳米片层在PVA基体中分散较好，并且PVA和MoS2之间存在较强的相互作用力。 3、石墨烯负载二硫化钼纳米粒子复合材料用于催化析氢反应。以直接剥离石墨烯为导电载体，以四硫代钼酸铵为前聚体，在超临界二氧化碳辅佐作用下，在不同反应温度下制备了多组二硫化钼/石墨烯复合材料。TEM结果表明二硫化钼均匀的分散在石墨烯表面，且层数较少，具有较多的裸露边缘，而且在高倍镜下可以清楚地看到二硫化钼的层间距和表面晶格；从XPS结果可以看出复合材料中Mo和S含量分别为5.62%和11.43%，比例接近于1:2，符合MoS2的原子构成比例，另外，S元素主要表现出S2-的形式，而Mo元素主要以Mo4+的形式存在；电化学测试结果显示，高温处理以及添加石墨烯对 MoS2的催化析氢效率有较大的提高作用。
NETL