摻雜對(duì)MoS2吸附氣體性能的理論研究及N摻雜MoS2的制備.pdf

1、近年來(lái)MoS2在有毒氣體傳感器和儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域得到了關(guān)注，而這兩個(gè)領(lǐng)域從根本上來(lái)說(shuō)都屬于氣體吸附。本文應(yīng)用第一性原理對(duì)單層MoS2分別進(jìn)行了Al、Si、P、N原子的替位式摻雜來(lái)探究其對(duì)NO2、NH3和H2三種氣體分子的吸附性能。另外，本文也制備了N摻雜MoS2納米片。
　　本文采用廣義梯度近似方法，以4×4×1的單層MoS2超晶胞為研究對(duì)象，研究了摻雜MoS2對(duì)NO2和NH3氣體分子的吸附。對(duì)于原始單層MoS2，其吸附能和電荷轉(zhuǎn)移量

2、較小，吸附效果不明顯。當(dāng)對(duì)單層MoS2在S原子處進(jìn)行Al、Si、P、N單個(gè)原子摻雜后，摻雜的MoS2氣體吸附能力增強(qiáng)，吸附能明顯增大，電荷轉(zhuǎn)移量增大，這是因?yàn)閾诫s原子是氣體分子與單層MoS2電荷轉(zhuǎn)移的紐帶和橋梁。在四種摻雜體系中，Si摻雜的MoS2吸附效果最好，NO2和NH3分子在Si摻雜 MoS2上的吸附能分別為-2.588和-2.156eV，電荷轉(zhuǎn)移量分別為0.52和0.23個(gè)電子。
　　采用局域密度近似的方法，以3×3×1的

3、單層MoS2超晶胞為研究對(duì)象，對(duì)H2分子的吸附進(jìn)行了研究。摻雜的MoS2較未摻雜的MoS2的吸附特性有很大的改善。當(dāng)H2吸附在Si摻雜的MoS2上時(shí)，其吸附能為-0.420eV，當(dāng)十個(gè)H2分子吸附在Si摻雜的MoS2上時(shí)，其吸附能為-0.2eV/H2，吸附H2濃度達(dá)到了1.37wt％，在儲(chǔ)氫領(lǐng)域具有較大的發(fā)展前景。
　　本文利用水熱法和溶膠凝膠法制備了MoS2納米花和N摻雜MoS2納米片。制備出的MoS2納米花擁有特殊的花瓣結(jié)構(gòu)，