本发明专利技术公开了一种三维MoS2/SnO2异质半导体纳米材料，其包含MoS2纳米花结构基底材料和均匀生长在MoS2纳米花结构基底材料上的SnO2纳米棒晶体；MoS2纳米花结构基底材料由MoS2纳米薄片构成；MoS2纳米花结构基底材料与SnO2纳米棒晶体的界面处形成P-N异质结。本发明专利技术还公开三维MoS2/SnO2纳米异质结构半导体材料的制备方法。本发明专利技术具有规模性生长、生长温度低、制备材料低成本低毒性、可重复性高等优点，在光催化、场发射等领域中有着极大应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种三维MoS2/SnO2异质半导体纳米材料，其包含MoS2纳米花结构基底材料和均匀生长在MoS2纳米花结构基底材料上的SnO2纳米棒晶体；MoS2纳米花结构基底材料由MoS2纳米薄片构成；MoS2纳米花结构基底材料与SnO2纳米棒晶体的界面处形成P-N异质结。本专利技术还公开三维MoS2/SnO2纳米异质结构半导体材料的制备方法。本专利技术具有规模性生长、生长温度低、制备材料低成本低毒性、可重复性高等优点，在光催化、场发射等领域中有着极大应用潜力。【专利说明】 三维MoS2/Sn02
本专利技术涉及光电子材料、半导体材料与器件
，具体涉及一种三维MoS2/SnO2、以及其在光催化中的应用。
技术介绍
MoS2作为一种P型窄禁带半导体材料，其直接带隙为1.2-1.8eV,具有良好的导电性，由于其独特的电化学和光学性能，MoS2在在锂离子电池、光催化、场发射、传感器等领域都有着广泛的研究与应用。SnO2作为η型宽禁带(Eg = 3.8eV)半导体材料，具有一种廉价、低毒的特性，已经被广泛用于和其它窄禁带半导体材料进行复合来研究其新的特性。近来，MoS2/Sn02结构体系已经引起众多研究学者的关注，利用各种方法制备出各种不同的MoS2/SnO2纳米体系结构，并研究其光电特性，但是现有制备方法大多反应条件苛刻，生产成本高昂，不适用于大规模工业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出了一种三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料，即，一种在MoS2纳米花晶体上生长SnO2纳米棒纳米单元复合而成的MoS2/Sn02异质半导体纳米材料，其包含MoS2纳米花结构基底材料和SnO2纳米棒晶体，其中，SnO2纳米棒晶体均匀生长在MoS2纳米花结构基底材料上，MoS2纳米花结构基底材料由MoS2纳米薄片构成。本专利技术材料具有较大的比表面积，比表面积达28.6m2g^0本专利技术中，N型SnO2和P型MoS2纳米结构单元具有很好的复合性，在界面处形成了众多的P-N异质结。 本专利技术提出的三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料，其包括MoS2纳米花结构基底材料和SnO2纳米棒晶体，SnO2纳米棒晶体均匀生长在所述MoS2纳米花结构基底材料上；所述MoS2纳米花结构基底材料由MoS2纳米薄片构成；Sn02纳米棒晶体与所述MoS2纳米花结构基底材料的界面处具有P-N异质结。 其中，所述SnO2纳米棒晶体复合生长在所述MoS2纳米薄片上,形成三维MoS2/Sn02纳米异质结构。 其中，所述MoS2纳米花结构的直径为1-2 μ m ;所述MoS2纳米层的纳米薄片的厚度为几个纳米，即2_9nm。 本专利技术三维MoS2/Sn02异质半导体纳米结构中，以MoS2纳米花结构为基底材料，SnO2纳米棒均勻地复合生长在构成MoS2纳米花的纳米薄片上,SnO2纳米棒晶体与纳米花结构的MoS2纳米薄片的界面处形成众多的P-N结异质结构。SnO2纳米棒晶体的平均直径约为15-20nm。本专利技术中，在N型SnO2和P型MoS2界面处形成的P-N异质结，根据SEM、TEM等表征手段观测形成质量等情况。 本专利技术三维MoS2/Sn02异质半导体纳米结构中，由MoS2纳米薄片构成的MoS2纳米花结构的平均直径约为1-2 μ m,垂直于中心的纳米薄片组成了 MoS2纳米花结构，MoS2纳米薄片的厚度约为2-9nm。 本专利技术的另一目的在于还提供了一种三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料的制备方法，从而解决现有技术存在的制备方法条件苛刻、成本高等问题。本专利技术三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料的制备方法，在没有催化剂的条件下，采用水热合成方法，制备得到大批量的三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料，生产成本低，操作简便，重复性高，适用于大规模工业生产。 本专利技术三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料的制备方法，首先利用水热合成法合成MoS2纳米花晶体，然后，以前述合成的MoS2纳米花作为基底材料，再次使用水热合成法在MoS2纳米薄片上均勻地生长出SnO2纳米棒,得到所述三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料。 本专利技术制备方法，包括步骤如下: (一 )制备MoS2纳米花结构 将钥酸钠、硫脲和草酸混合后溶于去离子水中，充分搅拌；将混合溶液移入反应釜，充分反应，反应结束后冷却至室温，收集黑色反应产物，经无水乙醇和去离子水反复洗涤，烘干，将反应产物置于纯氩气保护环境中快速高温退火，得到所述MoS2纳米花结构； ( 二)MoS2/Sn02异质半导体纳米材料的复合制备 将上述制备得到的MoS2纳米花结构溶解在去离子水中，充分搅拌，形成褐色悬浊液；然后加入五水四氯化锡与氢氧化钠，将所得悬浊液进行充分搅拌并移入反应釜，充分反应，反应结束后冷却至室温；将反应得到的产物用去离子水和无水乙醇对产物进行反复洗涤，烘干，得到所述三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料。 步骤(一)中，钥酸钠、硫脲和草酸的用量质量比为5?6: 6?7: 2?4。优选地，钥酸钠、硫脲和草酸的用量质量比为5: 6: 2。 步骤(一)中，在反应釜中，反应温度为180?200°C，反应时间为20?24小时。优选地，在真空烘箱中，反应温度为200°C，反应时间为24小时。 步骤(一)中，无水乙醇和去离子水反复洗涤3?5次。优选地，洗涤5次。 步骤(一)中，烘干条件为40?60°C下烘干4?5小时。优选地，在真空烘箱中60°C烘干5小时。 步骤(一)中，高温退火的条件为750?900°C下，退火时间为90?150min。优选地，退火温度为850°C，退火时间为120min。 步骤(二)中，MoS2纳米花结构样品、五水四氯化锡和氢氧化钠的用量质量比为2?3: 19?23: 18?30。优选地，MoS2纳米花结构样品、五水四氯化锡和氢氧化钠的用量质量比为2: 21: 24。 步骤(二)中，在反应釜中，反应温度为180?200°C，反应时间为14?18小时。优选地，在真空烘箱中加热到180°C进行反应，反应时间为16小时。 步骤(二)中，烘干条件为40?60°C下烘干4?5小时。优选地，在真空烘箱中60°C烘干5小时。 本专利技术还提出了所述三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料在光催化中的应用。 本专利技术三维此52/51102异质半导体纳米材料的制备过程分两步进行，先利用水热法制备MoS2纳米花，在氩气保护下对样品进行高温退火(如，850°C，120min)得到产物。再利用水热法在MoS2的纳米薄片上,均勻生长出SnO2纳米棒晶体，MoS2纳米花和SnO2纳米棒进行结合从而形成众多的P-N异质结即p-MoS2/Sn02-n结,从而最终形成三维MoS2/Sn02异质半导体纳米材料。与MoS2纳米花结构的比表面积(19.2!!!2^相比，本专利技术三维MoS2/SnO2异质半导体纳米材料具有更大的比表面积，其比表面积可以达到28.6πι2Ρ。本专利技术三维此32/31102异质半导体纳米材料具有规模性生长、生长温度低、制备材料低成本低毒性、可重复性高等优点。本专利技术制备方法简单，成本低，重复性好，可结合目前迅速发展的光催本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维MoS2/SnO2异质半导体纳米材料，其特征在于，其包含MoS2纳米花结构基底材料、和均匀生长在所述MoS2纳米花结构基底材料上的SnO2纳米棒晶体；所述MoS2纳米花结构基底材料由MoS2纳米薄片构成；所述SnO2纳米棒晶体与所述MoS2纳米花结构基底材料的界面处形成P‑N异质结。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李金柱，郁可，朱自强，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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