一种半导体型MoS制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体型MoS

A semi conducting type of MOS

【技术实现步骤摘要】
一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法
本专利技术涉及纳米材料制备
，具体涉及一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法。
技术介绍
近年来，光催化剂在环境治理、消毒杀菌等领域被广泛研究。TiO2材料具有良好的稳定性、无毒，且其具有优异的光催化特性，因此被广泛地用作光催化剂。但TiO2材料的能带隙较宽约为3.0-3.2eV，因而光谱响应范围较窄，仅能吸收紫外光区波段，所以对太阳光的利用率较低。另一方面，半导体型MoS2材料的能带隙较窄约为1.2-1.9eV，且MoS2量子点具有非常大的比表面积和极高的表面原子比，在电子、光电子器件和催化在内的多个领域都有潜在应用，备受研究者关注。在实际应用中，复合结构材料往往可以同时具备各单组分材料的特性，不仅性能上能够形成互补作用，而且还衍生出新的协同功能。因此，构建MoS2量子点和TiO2复合纳米材料有望在光电催化领域得到了广泛应用。为此，本专利技术提出一种实验条件较为温和，半导体型MoS2量子点和TiO2复合纳米材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单、便于工业生产的半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)以半导体型MoS2粉体为原料、玻璃为衬底，制备半导体型MoS2电极；(2)配制十六烷基溴化铵的乙腈溶液；(3)以半导体型MoS2电极为阴极，以十六烷基溴化铵的乙腈溶液为电解液，以碳棒电极为阳极，组装电化学反应装置；(4)对电化学反应装置通电，进行电化学反应；(5)电化学反应后，将阴极上的半导体型MoS2移入有机溶剂中，得到混合液；(6)将混合液超声处理，然后离心分离，取分离后的上清液，得到半导体型MoS2量子点的有机溶液；(7)将TiO2纳米棒阵列样品置于半导体型MoS2量子点的有机溶液中并超声处理，取出样品后,进行升温热处理，即得到半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料。进一步，步骤(1)中所述制备半导体型MoS2电极，包括如下步骤：①常温下将半导体型MoS2粉体，置于有机溶剂中搅拌，制得半导体型MoS2的有机悬浮液；②将半导体型MoS2的有机悬浮液涂于玻璃衬底上，干燥，制得半导体型MoS2电极。进一步，所述半导体型MoS2电极的制备步骤，步骤①中所述有机溶剂为乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮中任一种,所述半导体型MoS2的有机悬浮液的浓度为1-20mg/ml。进一步，所述半导体型MoS2电极的制备步骤，步骤②中所述干燥温度为60-90℃，干燥时间为30-60分钟，所述玻璃衬底尺寸为0.1-1cm2。进一步，步骤(2)中所述十六烷基溴化铵的乙腈溶液的浓度为5-15mg/ml。进一步，步骤(3)中所述半导体型MoS2电极与所述碳棒电极间距离为0.5-1.5cm。进一步，步骤(4)中所述电化学反应的电压为5V-12V，所述电化学反应的时间为60-150分钟。进一步，步骤(5)中所述有机溶剂以为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中任一种。进一步，步骤(6)中所述超声处理时间为20-80分钟，所述离心分离时间为10-30分钟，且离心机的转速为8000-10000rpm。进一步，步骤(7)中所述TiO2纳米棒阵列竖直生长在FTO导电玻璃上。进一步，步骤(7)中所述超声处理时间为30-60分钟，所述升温热处理采用管式气氛炉在保护气体下进行升温热处理。进一步，所述保护气为氮气、氩气、氦气中任一种，所述管式气氛炉升温速率为5-10℃/min，升温至100-200℃，升温后保持20-60分钟。本专利技术的有益效果：以半导体型MoS2粉体为原料，在制备过程中半导体型MoS2的晶相不发生变化，从而制备出半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料；制备的半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料具有良好的光电催化性能，可以应用于光电催化降解有机污染物领域，在光电催化领域具有广阔的应用前景。附图说明图1为半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步详细阐述：实施例1(1)常温条件下，将半导体型MoS2粉体置于1ml乙醇中并搅拌均匀，制得浓度为1mg/ml的半导体型MoS2的乙醇悬浮液，取100μl半导体型MoS2的乙醇悬浮液涂于尺寸大小为0.5cm2的玻璃衬底上，并于80℃的烘箱中进行干燥处理30分钟，制得半导体型MoS2电极；(2)称取150mg的十六烷基溴化铵，置于乙腈溶剂中，搅拌均匀，配制成浓度为10mg/ml的十六烷基溴化铵的乙腈溶液；(3)将上述所配制的十六烷基溴化铵的乙腈溶液作为电解液，置于50ml烧杯中；将制得的半导体型MoS2电极用导电铜胶带连接，作为电化学反应的阴极，将碳棒电极作为电化学反应的阳极，半导体型MoS2电极与碳棒电极间距离为1cm，组装电化学反应装置；(4)将上述的阴极和阳极，通过导线连接到电压为5V的直流稳压电源上，对电化学反应装置通电，进行60分钟电化学反应；(5)电化学反应后，将阴极取出，并将阴极上的半导体型MoS2的移入2mlN,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得到混合液；(6)对混合液进行超声20分钟后，以10000rpm的转速对混合液离心分离10分钟，取分离后的上清液，得半导体型MoS2量子点的N,N-二甲基甲酰胺溶液；(7)将竖直生长在FTO导电玻璃上的TiO2纳米棒阵列样品置于半导体型MoS2量子点的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，超声处理30分钟，取出样品，置于管式气氛炉中、以5℃/分钟的升温速率、以氮气作为保护气进行升温热处理，升温至100℃，升温后保持20分钟，得到半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料。所得半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料，通过SEM表征得到TiO2纳米棒阵列竖直生长在FTO导电玻璃上，其结构如图1所示，TiO2纳米棒的长度为600-800nm、直径为60-100nm，TiO2纳米棒阵列的晶型为金红石型；通过TEM表征得到半导体型MoS2量子点尺寸大小为2-5nm，半导体型MoS2量子点层数为1-4层，半导体型MoS2量子点修饰在二氧化钛纳米棒的外表面。实施例2(1)常温条件下，将半导体型MoS2粉体置于1ml甲醇中并搅拌均匀，制得浓度为20mg/ml半导体型MoS2的甲醇悬浮液，取200μl半导体型MoS2的甲醇悬浮液涂于尺寸大小为1cm2的玻璃衬底上，并于60℃的烘箱中进行干燥处理45分钟，制得半导体型MoS2电极；(2)称取300mg的十六烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体型MoS

【技术特征摘要】
1.一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)以半导体型MoS2粉体为原料、玻璃为衬底，制备半导体型MoS2电极；
(2)配制十六烷基溴化铵的乙腈溶液；
(3)以半导体型MoS2电极为阴极，以十六烷基溴化铵的乙腈溶液为电解液，以碳棒电极为阳极，组装电化学反应装置；
(4)对电化学反应装置通电，进行电化学反应；
(5)电化学反应后，将阴极上的半导体型MoS2移入有机溶剂中，得到混合液；
(6)将混合液超声处理，然后离心分离，取分离后的上清液，得到半导体型MoS2量子点的有机溶液；
(7)将TiO2纳米棒阵列样品置于半导体型MoS2量子点的有机溶液中并超声处理，取出样品后,进行升温热处理，即得到半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述制备半导体型MoS2电极，包括如下步骤：①常温下将半导体型MoS2粉体，置于有机溶剂中搅拌，制得半导体型MoS2的有机悬浮液；②将半导体型MoS2的有机悬浮液涂于玻璃衬底上，干燥，制得半导体型MoS2电极。


3.根据权利要求2所述的一种半导体型MoS2量子点修饰的TiO2纳米棒阵列复合材料的制备方法，其特征在于，所述半导体型MoS2电极的制备步骤，步骤①中所述有机溶剂为乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮中任一种,所述半导体型MoS2的有机悬浮液的浓度为1-20mg/ml；步骤②中所述干燥温度为60-90℃，干燥时间为30-60分钟，所述玻璃衬底尺寸为0.1-1cm2。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：成家洪，王玮，许鹏，刘天宇，孙潇楠，张金涛，苏扬，柏寄荣，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32