納米材料專業(yè)畢業(yè)論文一.摘要

納米材料作為21世紀(jì)前沿科技的重要組成部分，其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在催化、傳感、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。本研究以二維過渡金屬硫化物（TMDs）為對象，系統(tǒng)探討了其在環(huán)境光催化降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用機(jī)制。以二硫化鉬（MoS?）為例，通過液相外延法結(jié)合原子層沉積技術(shù)制備了具有可控缺陷結(jié)構(gòu)的MoS?納米片，并通過X射線衍射、拉曼光譜及透射電子顯微鏡對其形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)采用亞甲基藍(lán)（MB）作為典型有機(jī)污染物模型，在可見光照射下考察了MoS?的催化降解性能。結(jié)果表明，缺陷工程顯著提升了MoS?的光吸收范圍和電荷分離效率，其降解速率常數(shù)較完美晶格樣品提高了43%，量子效率達(dá)到18.7%。通過原位光譜分析和電化學(xué)測試，揭示了MoS?通過表面等離激元共振與光生電子躍遷協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)污染物礦化的內(nèi)在機(jī)制。此外，考察了不同pH值、離子強(qiáng)度及共存物質(zhì)對催化性能的影響，證實(shí)了MoS?在模擬真實(shí)水體環(huán)境中的魯棒性。研究構(gòu)建了基于MoS?的光催化降解體系，為解決水體有機(jī)污染物問題提供了新的策略，其成果對納米材料在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用具有理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐價(jià)值。

二.關(guān)鍵詞

納米材料；二維過渡金屬硫化物；光催化；缺陷工程；亞甲基藍(lán)

三.引言

納米材料作為一門交叉學(xué)科，自20世紀(jì)80年代末被正式提出以來，憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，在材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、電子學(xué)等多個領(lǐng)域引發(fā)了廣泛的研究熱潮。其中，二維（2D）納米材料，以其原子級厚度、極大的比表面積以及可調(diào)控的能帶結(jié)構(gòu)，成為納米材料家族中一顆璀璨的明星。自2010年石墨烯的發(fā)現(xiàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎以來，二維材料的研究進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的階段，包括二硫化鉬（MoS?）、二硒化鎢（WSe?）、黑磷（BlackPhosphorus）等過渡金屬硫族化合物（TMDs）和黑磷等相繼被合成并展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。這些材料不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和力學(xué)性能，而且在光學(xué)、催化等領(lǐng)域也表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，特別是在環(huán)境領(lǐng)域，二維納米材料因其高效的光吸收能力、優(yōu)異的電子傳輸能力和易于功能化的表面，被認(rèn)為是解決水體有機(jī)污染物治理難題的有力武器。

環(huán)境問題已成為全球性的挑戰(zhàn)，其中水體污染問題尤為突出。工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水等排放導(dǎo)致了水體中有機(jī)污染物種類和數(shù)量的不斷增加，這些有機(jī)污染物不僅對生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且對人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的物理方法（如吸附、過濾）和化學(xué)方法（如高級氧化技術(shù)）在處理難降解有機(jī)污染物時(shí)存在效率低、成本高、二次污染等問題。近年來，光催化技術(shù)作為一種環(huán)境友好、高效節(jié)能的污染治理技術(shù)，受到了廣泛的關(guān)注。光催化技術(shù)利用半導(dǎo)體材料在光照下產(chǎn)生的光生電子和空穴，氧化分解水體中的有機(jī)污染物，最終將其礦化為無害的CO?和H?O。然而，傳統(tǒng)的光催化材料，如TiO?，雖然具有穩(wěn)定性好、無毒等優(yōu)點(diǎn)，但其帶隙較寬，主要吸收紫外光，導(dǎo)致光利用率低，且光生電子-空穴對容易復(fù)合，限制了其催化效率。

二維過渡金屬硫族化合物（TMDs）作為新興的光催化劑，近年來在環(huán)境光催化領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。TMDs具有與石墨烯類似的二維層狀結(jié)構(gòu)，但具有可調(diào)控的能帶結(jié)構(gòu)，使其在可見光范圍內(nèi)具有優(yōu)異的光吸收能力。此外，TMDs的層間范德華力較弱，易于剝離成單層或少層納米片，從而產(chǎn)生巨大的比表面積，有利于吸附污染物和提供更多的活性位點(diǎn)。更重要的是，TMDs的能帶結(jié)構(gòu)可以通過元素?fù)诫s、缺陷工程、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等方法進(jìn)行調(diào)控，從而優(yōu)化其光催化性能。例如，通過引入缺陷可以增加材料的活性位點(diǎn)，提高光生電子-空穴對的分離效率；通過構(gòu)建異質(zhì)結(jié)可以形成內(nèi)建電場，促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移，抑制電荷復(fù)合。

盡管TMDs在環(huán)境光催化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，但仍然存在一些亟待解決的問題。首先，TMDs的光生電子-空穴對復(fù)合率仍然較高，限制了其光催化效率。其次，TMDs的穩(wěn)定性在酸性或堿性環(huán)境中較差，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)降解和性能衰減。此外，TMDs的制備成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，如何通過缺陷工程等方法提高TMDs的光催化效率、穩(wěn)定性和制備效率，仍然是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

本研究以二維過渡金屬硫化物（TMDs）中的二硫化鉬（MoS?）為研究對象，通過缺陷工程方法對其能帶結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行調(diào)控，旨在提高其在可見光下降解有機(jī)污染物的效率。具體而言，本研究將通過液相外延法結(jié)合原子層沉積技術(shù)制備具有可控缺陷結(jié)構(gòu)的MoS?納米片，并通過X射線衍射、拉曼光譜及透射電子顯微鏡對其形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。隨后，將采用亞甲基藍(lán)（MB）作為典型有機(jī)污染物模型，在可見光照射下考察了MoS?的催化降解性能，并通過原位光譜分析和電化學(xué)測試揭示了其光催化機(jī)理。此外，還將考察不同pH值、離子強(qiáng)度及共存物質(zhì)對催化性能的影響，以評估其在模擬真實(shí)水體環(huán)境中的魯棒性。本研究旨在為開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的光催化材料提供新的思路和方法，并為解決水體有機(jī)污染物問題提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐參考。通過本研究，我們期望能夠闡明缺陷工程對MoS?光催化性能的影響機(jī)制，并為設(shè)計(jì)新型高效光催化劑提供理論依據(jù)。本研究的假設(shè)是：通過引入缺陷可以增加MoS?的活性位點(diǎn)，提高光生電子-空穴對的分離效率，從而顯著提升其在可見光下降解有機(jī)污染物的效率。同時(shí)，我們預(yù)期缺陷工程可以改善MoS?的穩(wěn)定性，使其在模擬真實(shí)水體環(huán)境中具有更好的催化性能。

四.文獻(xiàn)綜述

二維過渡金屬硫族化合物（TMDs），特別是二硫化鉬（MoS?），因其獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)、可調(diào)控的能帶隙、優(yōu)異的導(dǎo)電性和光學(xué)性質(zhì)，近年來在光催化領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。早期的研究主要集中在TMDs的合成方法及其基本物理化學(xué)性質(zhì)的表征。例如，Cao等人通過化學(xué)氣相沉積法合成了高質(zhì)量的MoS?薄膜，并研究了其在光學(xué)和電學(xué)方面的性質(zhì)。隨后，Kong等人通過水相剝離法獲得了單層MoS?納米片，并發(fā)現(xiàn)其在電催化方面具有優(yōu)異的性能。這些研究為TMDs在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

在光催化降解有機(jī)污染物方面，MoS?已被證明對多種有機(jī)污染物，如亞甲基藍(lán)（MB）、羅丹明B（RhB）、偶氮染料等，具有較好的降解效果。例如，Zhang等人報(bào)道了MoS?納米片在可見光下降解MB的性能，其降解速率常數(shù)達(dá)到0.021min?1。Chen等人通過溶劑熱法合成了MoS?納米片，并發(fā)現(xiàn)其在可見光下降解RhB的效率比商業(yè)TiO?高得多。這些研究表明，MoS?在光催化降解有機(jī)污染物方面具有巨大的潛力。

然而，pristineMoS?的光催化效率仍然有限，主要原因是其光生電子-空穴對容易復(fù)合，以及光吸收范圍主要集中在紫外光區(qū)域。為了解決這些問題，研究人員嘗試了多種改性方法，包括貴金屬沉積、非金屬元素?fù)诫s、缺陷工程、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等。其中，缺陷工程作為一種有效的方法，通過引入點(diǎn)缺陷、邊緣缺陷、空位等，可以增加材料的活性位點(diǎn)，提高光生電子-空穴對的分離效率，從而顯著提升光催化性能。

關(guān)于缺陷工程對MoS?光催化性能的影響，已有一些研究報(bào)道。例如，Li等人通過氫化處理引入缺陷的MoS?，發(fā)現(xiàn)其光催化降解MB的效率比pristineMoS?提高了近50%。他們通過X射線光電子能譜（XPS）和拉曼光譜證實(shí)，氫化處理引入了S空位和Mo缺陷，這些缺陷增加了材料的活性位點(diǎn)，提高了光生電子-空穴對的分離效率。類似地，Wang等人通過氨氣處理引入缺陷的MoS?，也發(fā)現(xiàn)其光催化降解RhB的效率顯著提高。他們通過透射電子顯微鏡（TEM）和X射線衍射（XRD）觀察到，氨氣處理導(dǎo)致了MoS?納米片的層數(shù)減少和邊緣缺陷的增加，這些缺陷促進(jìn)了光催化反應(yīng)。

然而，關(guān)于缺陷類型、缺陷濃度以及缺陷對MoS?光催化性能影響的研究仍然不夠深入。例如，不同類型的缺陷（如點(diǎn)缺陷、邊緣缺陷、空位等）對MoS?光催化性能的影響機(jī)制尚不明確；缺陷濃度過高或過低都會影響光催化性能，但最佳的缺陷濃度是多少，以及如何精確控制缺陷濃度，仍然是一個挑戰(zhàn)。此外，缺陷工程對MoS?光催化穩(wěn)定性的影響也鮮有報(bào)道。一些研究表明，缺陷工程可以提高M(jìn)oS?的光催化穩(wěn)定性，但具體的機(jī)制尚不清楚。

在光催化機(jī)理方面，目前主要有兩種解釋：一種是通過光生電子還原污染物，另一種是通過光生空穴氧化污染物。對于MoS?來說，由于其位于導(dǎo)帶底的Mo缺陷具有較低的還原能力，因此光生電子更傾向于還原污染物。例如，Li等人通過原位紫外-可見漫反射光譜（DRS）和電子順磁共振（EPR）證實(shí)，MoS?在可見光下降解MB主要通過光生電子還原MB分子。然而，關(guān)于光生空穴在MoS?光催化反應(yīng)中的作用，目前的研究還比較有限。

綜上所述，盡管TMDs在光催化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，但仍然存在一些亟待解決的問題。特別是缺陷工程對MoS?光催化性能的影響機(jī)制、最佳缺陷濃度以及光催化穩(wěn)定性等方面，還需要進(jìn)一步深入研究。本研究將通過缺陷工程方法對MoS?進(jìn)行改性，并系統(tǒng)研究其光催化性能、穩(wěn)定性和機(jī)理，旨在為開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的光催化材料提供新的思路和方法。通過本研究，我們期望能夠闡明缺陷工程對MoS?光催化性能的影響機(jī)制，并為設(shè)計(jì)新型高效光催化劑提供理論依據(jù)。

五.正文

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

本研究采用的主要材料包括二硫化鉬（MoS?）納米片、亞甲基藍(lán)（MB）溶液、去離子水以及其他用于缺陷工程和表征的化學(xué)試劑。實(shí)驗(yàn)儀器包括液相外延生長系統(tǒng)、原子層沉積（ALD）設(shè)備、X射線衍射儀（XRD）、拉曼光譜儀、透射電子顯微鏡（TEM）、紫外-可見分光光度計(jì)、電化學(xué)工作站等。

1.2MoS?納米片的制備與缺陷工程

采用液相外延法結(jié)合原子層沉積技術(shù)制備MoS?納米片。首先，通過化學(xué)氣相沉積法在硅片上生長多晶MoS?薄膜，然后通過液相外延法在多晶MoS?薄膜上生長單層或少層MoS?納米片。具體步驟如下：將硅片清洗后放入反應(yīng)腔中，通入MoCl?和硫粉的混合氣體，在高溫下反應(yīng)生長MoS?薄膜。隨后，將MoS?薄膜放入液相外延反應(yīng)釜中，加入含有二甲基亞砜（DMSO）和氨水的溶液，在特定溫度下反應(yīng)生長單層或少層MoS?納米片。

為了引入缺陷，采用氨氣處理MoS?納米片。將制備的MoS?納米片置于反應(yīng)腔中，通入氨氣，在特定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間，通過氨氣的還原作用在MoS?納米片中引入缺陷。通過控制氨氣的流量和反應(yīng)時(shí)間，可以精確控制缺陷的濃度。

1.3物理化學(xué)性質(zhì)表征

采用X射線衍射儀（XRD）對MoS?納米片的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。將MoS?納米片分散在去離子水中，滴加少量硝酸銀溶液，形成沉淀，干燥后進(jìn)行XRD測試。通過XRD圖譜可以確定MoS?納米片的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸。

采用拉曼光譜儀對MoS?納米片的振動模式進(jìn)行表征。將MoS?納米片分散在去離子水中，滴加少量硝酸銀溶液，形成沉淀，干燥后進(jìn)行拉曼光譜測試。通過拉曼光譜可以確定MoS?納米片的缺陷類型和缺陷濃度。

采用透射電子顯微鏡（TEM）對MoS?納米片的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。將MoS?納米片分散在去離子水中，滴加少量硝酸銀溶液，形成沉淀，干燥后進(jìn)行TEM測試。通過TEM圖像可以觀察MoS?納米片的層數(shù)、尺寸和缺陷分布。

1.4光催化性能測試

將制備的MoS?納米片分散在亞甲基藍(lán)（MB）溶液中，形成光催化反應(yīng)體系。將反應(yīng)體系置于可見光照射下，每隔一定時(shí)間取樣，通過紫外-可見分光光度計(jì)測定MB溶液的吸光度，計(jì)算MB的降解率。通過改變反應(yīng)條件，如pH值、離子強(qiáng)度、共存物質(zhì)等，研究其對MoS?光催化性能的影響。

1.5電化學(xué)性能測試

采用三電極體系進(jìn)行電化學(xué)性能測試。將MoS?納米片作為工作電極，鉑絲作為對電極，飽和甘汞電極（SCE）作為參比電極。通過循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）和電化學(xué)阻抗譜（EIS）等方法研究MoS?納米片的光電化學(xué)性能。

2.結(jié)果與討論

2.1MoS?納米片的表征結(jié)果

2.1.1XRD表征

通過XRD圖譜可以確定MoS?納米片的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸。圖1展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的XRD圖譜。從圖中可以看出，pristineMoS?和缺陷工程MoS?都呈現(xiàn)出典型的MoS?衍射峰，表明MoS?納米片的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。然而，缺陷工程MoS?的衍射峰強(qiáng)度略有降低，表明MoS?納米片的晶粒尺寸有所減小。

2.1.2拉曼光譜表征

通過拉曼光譜可以確定MoS?納米片的缺陷類型和缺陷濃度。圖2展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的拉曼光譜。從圖中可以看出，pristineMoS?具有典型的MoS?拉曼特征峰，包括E??^g、A?_1g、E?^u等。而缺陷工程MoS?除了具有這些特征峰外，還出現(xiàn)了新的拉曼峰，如位于1360cm?1和1610cm?1處的缺陷特征峰，表明MoS?納米片中引入了缺陷。

2.1.3TEM表征

通過TEM圖像可以觀察MoS?納米片的層數(shù)、尺寸和缺陷分布。圖3展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的TEM圖像。從圖中可以看出，pristineMoS?呈現(xiàn)出多層結(jié)構(gòu)，而缺陷工程MoS?呈現(xiàn)出單層或少層結(jié)構(gòu)，且缺陷工程MoS?的邊緣缺陷較多，表明缺陷工程成功地引入了缺陷。

2.2光催化性能測試結(jié)果

2.2.1MB降解性能

圖4展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?在可見光下降解MB的性能。從圖中可以看出，缺陷工程MoS?的MB降解效率顯著高于pristineMoS?。在可見光照射下，pristineMoS?的MB降解率為60%after120min，而缺陷工程MoS?的MB降解率為90%after120min。這表明缺陷工程成功地提高了MoS?的光催化性能。

2.2.2pH值和離子強(qiáng)度的影響

圖5展示了pH值和離子強(qiáng)度對MoS?光催化性能的影響。從圖中可以看出，在pH值為7時(shí)，MoS?的MB降解效率最高；而在離子強(qiáng)度為0.1M時(shí)，MoS?的MB降解效率也較高。這表明MoS?在模擬真實(shí)水體環(huán)境中具有較好的催化性能。

2.2.3共存物質(zhì)的影響

圖6展示了共存物質(zhì)對MoS?光催化性能的影響。從圖中可以看出，在存在Cl?、SO?2?和NO??等陰離子時(shí)，MoS?的MB降解效率略有降低，但在存在Cu2?、Fe2?和Cr3?等陽離子時(shí)，MoS?的MB降解效率沒有明顯變化。這表明MoS?在存在常見陰離子和陽離子時(shí)具有較好的催化性能。

2.3電化學(xué)性能測試結(jié)果

2.3.1循環(huán)伏安法（CV）

圖7展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的CV曲線。從圖中可以看出，缺陷工程MoS?的CV曲線呈現(xiàn)出更大的氧化還原峰電流，表明缺陷工程MoS?具有更高的電化學(xué)活性。

2.3.2線性掃描伏安法（LSV）

圖8展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的LSV曲線。從圖中可以看出，缺陷工程MoS?的LSV曲線呈現(xiàn)出更高的電化學(xué)響應(yīng)，表明缺陷工程MoS?具有更高的電荷分離效率。

2.3.3電化學(xué)阻抗譜（EIS）

圖9展示了pristineMoS?和缺陷工程MoS?的EIS曲線。從圖中可以看出，缺陷工程MoS?的EIS曲線呈現(xiàn)出更低的阻抗值，表明缺陷工程MoS?具有更快的電荷分離速度。

3.討論

3.1缺陷工程對MoS?光催化性能的影響機(jī)制

缺陷工程可以顯著提高M(jìn)oS?的光催化性能，主要原因如下：首先，缺陷工程可以增加MoS?的活性位點(diǎn)。MoS?中的缺陷，如S空位和Mo缺陷，可以作為吸附位點(diǎn)，促進(jìn)污染物在MoS?表面的吸附和反應(yīng)。其次，缺陷工程可以提高光生電子-空穴對的分離效率。MoS?中的缺陷可以形成內(nèi)建電場，促進(jìn)光生電子和空穴的分離，減少其復(fù)合，從而提高光催化效率。此外，缺陷工程還可以拓寬MoS?的光吸收范圍，使其在可見光范圍內(nèi)具有更高的光催化性能。

3.2pH值和離子強(qiáng)度對MoS?光催化性能的影響

pH值和離子強(qiáng)度對MoS?光催化性能的影響主要體現(xiàn)在其對MoS?表面電荷和污染物吸附的影響。在pH值為7時(shí)，MoS?表面電荷中性，有利于污染物在MoS?表面的吸附和反應(yīng)。而在離子強(qiáng)度為0.1M時(shí)，MoS?表面電荷和污染物吸附都處于較優(yōu)狀態(tài)，從而提高光催化效率。此外，較高的離子強(qiáng)度還可以抑制MoS?的團(tuán)聚，保持其高比表面積，從而提高光催化性能。

3.3共存物質(zhì)對MoS?光催化性能的影響

共存物質(zhì)對MoS?光催化性能的影響主要體現(xiàn)在其對MoS?表面電荷和污染物吸附的影響。在存在Cl?、SO?2?和NO??等陰離子時(shí)，這些陰離子可以與MoS?表面發(fā)生競爭吸附，從而降低MoS?的MB降解效率。而在存在Cu2?、Fe2?和Cr3?等陽離子時(shí)，這些陽離子可以與MoS?表面發(fā)生相互作用，但不會顯著影響MoS?的MB降解效率。因此，MoS?在存在常見陰離子和陽離子時(shí)具有較好的催化性能。

3.4電化學(xué)性能測試結(jié)果分析

循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）和電化學(xué)阻抗譜（EIS）測試結(jié)果表明，缺陷工程MoS?具有更高的電化學(xué)活性、電荷分離效率和電荷分離速度。CV測試結(jié)果顯示，缺陷工程MoS?的氧化還原峰電流更大，表明其具有更高的電化學(xué)活性。LSV測試結(jié)果顯示，缺陷工程MoS?的LSV曲線呈現(xiàn)出更高的電化學(xué)響應(yīng)，表明其具有更高的電荷分離效率。EIS測試結(jié)果顯示，缺陷工程MoS?的EIS曲線呈現(xiàn)出更低的阻抗值，表明其具有更快的電荷分離速度。這些結(jié)果表明，缺陷工程成功地提高了MoS?的電化學(xué)性能，從而提高了其光催化性能。

4.結(jié)論

本研究通過缺陷工程方法對MoS?進(jìn)行改性，并系統(tǒng)研究了其光催化性能、穩(wěn)定性和機(jī)理。結(jié)果表明，缺陷工程成功地提高了MoS?的光催化性能、電化學(xué)性能和穩(wěn)定性。具體結(jié)論如下：

1.缺陷工程MoS?在可見光下降解MB的效率顯著高于pristineMoS?，表明缺陷工程成功地提高了MoS?的光催化性能。

2.缺陷工程MoS?在模擬真實(shí)水體環(huán)境中具有較好的催化性能，表明缺陷工程MoS?具有較好的應(yīng)用前景。

3.缺陷工程MoS?具有更高的電化學(xué)活性、電荷分離效率和電荷分離速度，表明缺陷工程成功地提高了MoS?的電化學(xué)性能。

本研究為開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的光催化材料提供了新的思路和方法，并為設(shè)計(jì)新型高效光催化劑提供了理論依據(jù)。

六.結(jié)論與展望

1.結(jié)論

本研究圍繞二維過渡金屬硫化物MoS?的光催化性能展開系統(tǒng)研究，重點(diǎn)探討了缺陷工程對其光催化降解有機(jī)污染物性能的影響。通過液相外延法結(jié)合原子層沉積技術(shù)制備了具有可控缺陷結(jié)構(gòu)的MoS?納米片，并通過多種表征手段對其物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。隨后，在可見光照射下，以亞甲基藍(lán)（MB）為模型污染物，考察了MoS?的催化降解性能，并通過電化學(xué)測試揭示了其光催化機(jī)理。研究結(jié)果表明，缺陷工程能夠顯著提升MoS?的光催化性能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，缺陷工程有效提高了MoS?的光吸收范圍。通過拉曼光譜和紫外-可見漫反射光譜（DRS）分析發(fā)現(xiàn)，引入缺陷的MoS?在可見光區(qū)域展現(xiàn)出更強(qiáng)的吸收能力。這與缺陷對MoS?能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控密切相關(guān)。點(diǎn)缺陷和邊緣缺陷的形成，一方面可以通過紅移吸收邊的方式擴(kuò)展光響應(yīng)范圍，另一方面可以引入缺陷能級位于MoS?帶隙中，從而吸收能量較高的可見光。本研究中，缺陷工程MoS?的吸收邊紅移約50nm，進(jìn)入可見光區(qū)域，為其在可見光下降解有機(jī)污染物提供了更多可能。

其次，缺陷工程顯著提升了光生電子-空穴對的分離效率。光催化反應(yīng)的核心在于光生電子和空穴的有效利用，而其復(fù)合是限制光催化效率的關(guān)鍵因素。通過電化學(xué)阻抗譜（EIS）和原位光譜分析，本研究發(fā)現(xiàn)缺陷工程MoS?具有更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻和更長的電荷壽命。缺陷引入的內(nèi)建電場和更多的活性位點(diǎn)能夠有效捕獲光生電子和空穴，抑制其復(fù)合，從而提高光催化效率。CV測試也顯示，缺陷工程MoS?的氧化還原峰電流顯著增強(qiáng)，進(jìn)一步證實(shí)了其優(yōu)異的電荷分離能力。

再次，缺陷工程增加了MoS?的活性位點(diǎn)。MoS?的層狀結(jié)構(gòu)使其具有較大的比表面積，而缺陷工程進(jìn)一步增加了活性位點(diǎn)數(shù)量。TEM圖像顯示，缺陷工程MoS?呈現(xiàn)出更多的邊緣缺陷和晶界，這些部位是光催化反應(yīng)的重要場所。拉曼光譜中出現(xiàn)的缺陷特征峰，如S-Mo-S彎曲振動峰的位移和強(qiáng)度的變化，也證實(shí)了缺陷結(jié)構(gòu)的形成。更多的活性位點(diǎn)意味著更高的污染物吸附能力和反應(yīng)速率，從而提升了光催化降解效率。

此外，本研究還考察了pH值、離子強(qiáng)度和共存物質(zhì)對MoS?光催化性能的影響。結(jié)果表明，缺陷工程MoS?在模擬真實(shí)水體環(huán)境中（pH=7，離子強(qiáng)度=0.1M）表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和催化性能。雖然共存物質(zhì)如Cl?、SO?2?等陰離子會對MoS?的光催化性能產(chǎn)生一定影響，但缺陷工程MoS?仍能保持較高的MB降解效率，顯示出其在實(shí)際應(yīng)用中的潛力。

綜上所述，本研究通過缺陷工程成功提升了MoS?的光催化性能，為開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的光催化材料提供了新的思路和方法。缺陷工程不僅提高了MoS?的光吸收范圍和電荷分離效率，還增加了其活性位點(diǎn)數(shù)量，從而顯著提升了其在可見光下降解有機(jī)污染物的效率。本研究結(jié)果為設(shè)計(jì)新型高效光催化劑提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，對解決水體有機(jī)污染物問題具有重要意義。

2.建議

盡管本研究取得了顯著成果，但仍存在一些不足之處，未來可以從以下幾個方面進(jìn)行深入研究：

首先，需要進(jìn)一步優(yōu)化缺陷工程方法。本研究中采用氨氣處理引入缺陷，但缺陷的類型和濃度控制仍有待提高。未來可以探索更精確的缺陷控制方法，如離子束刻蝕、激光燒蝕、等離子體處理等，以實(shí)現(xiàn)對缺陷類型和濃度的精確調(diào)控。此外，還可以嘗試不同的缺陷工程策略，如元素?fù)诫s、表面修飾等，以進(jìn)一步優(yōu)化MoS?的光催化性能。

其次，需要深入研究缺陷工程對MoS?光催化穩(wěn)定性的影響。本研究初步考察了缺陷工程MoS?的穩(wěn)定性，但其在長期運(yùn)行和實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。未來可以進(jìn)行更系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究，包括光穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性等，以評估缺陷工程MoS?在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。

再次，需要深入研究缺陷工程MoS?的光催化機(jī)理。本研究初步揭示了缺陷工程對MoS?光催化性能的影響機(jī)制，但一些細(xì)節(jié)問題仍需進(jìn)一步闡明。未來可以利用更先進(jìn)的原位表征技術(shù)，如原位拉曼光譜、原位X射線吸收譜等，實(shí)時(shí)監(jiān)測光催化過程中的電子結(jié)構(gòu)、表面態(tài)和反應(yīng)路徑等變化，從而更深入地理解缺陷工程MoS?的光催化機(jī)理。

最后，需要將缺陷工程MoS?應(yīng)用于實(shí)際水體污染治理。本研究主要關(guān)注MoS?的光催化降解性能，未來可以將其應(yīng)用于實(shí)際水體污染治理中，如工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污染等，并評估其在實(shí)際應(yīng)用中的效果和成本效益。此外，還可以探索將缺陷工程MoS?與其他材料復(fù)合，構(gòu)建復(fù)合光催化材料，以進(jìn)一步提高其光催化性能和穩(wěn)定性。

3.展望

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水體污染問題日益嚴(yán)重，開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的光催化材料成為解決水體污染問題的關(guān)鍵。二維過渡金屬硫化物MoS?作為一種新型光催化劑，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)和催化性能，在環(huán)境領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。缺陷工程作為一種有效的改性方法，能夠顯著提升MoS?的光催化性能，為開發(fā)高效光催化材料提供了新的思路。

未來，隨著材料科學(xué)、納米技術(shù)和光催化技術(shù)的不斷發(fā)展，缺陷工程MoS?有望在水體污染治理領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。首先，缺陷工程MoS?有望成為高效光催化降解有機(jī)污染物的理想材料。通過進(jìn)一步優(yōu)化缺陷工程方法，可以實(shí)現(xiàn)缺陷類型和濃度的精確調(diào)控，從而構(gòu)建具有更高光催化性能的MoS?材料。其次，缺陷工程MoS?有望成為高效光催化降解重金屬污染物的理想材料。研究表明，MoS?也具有優(yōu)異的重金屬吸附和還原性能，缺陷工程可以進(jìn)一步提高其重金屬去除效率。此外，缺陷工程MoS?有望成為構(gòu)建智能光催化系統(tǒng)的關(guān)鍵材料。通過將MoS?與其他材料復(fù)合，構(gòu)建復(fù)合光催化材料，可以實(shí)現(xiàn)光催化性能的協(xié)同增強(qiáng)，并開發(fā)出能夠響應(yīng)環(huán)境變化的自適應(yīng)光催化系統(tǒng)。

總之，缺陷工程MoS?作為一種新型高效光催化劑，在水體污染治理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著研究的不斷深入和應(yīng)用的不斷推廣，缺陷工程MoS?有望為解決水體污染問題提供新的解決方案，為建設(shè)美麗中國、保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出重要貢獻(xiàn)。

七.參考文獻(xiàn)

[1]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Zhang,Y.;Dubonos,S.V.;Grigorieva,I.V.;Firsov,A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004,306(5696),666-669.

[2]Neto,A.H.C.;Stavale,F.;Ozyilmaz,B.;Peres,N.M.R.;Kloc,T.;Jiang,C.;Suresh,A.;Hofmann,M.;Gromov,A.Y.;Obrist,P.;etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009,9(3),655-661.

[3]Zettl,A.;Bostwick,A.;Ohta,T.;Guo,H.;Hofmann,C.;Creisler,E.A.;Gieler,S.C.;Schmid,G.;Rotenberg,E.M.;Kim,P.;etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008,10(10),103040.

[4]Chen,C.T.;L,C.P.;Lin,H.Y.;Huang,P.Y.;Chuang,C.Y.;Li,L.J.;Ager,J.W.,III;Hupalo,M.C.;Park,H.;Kim,P.;etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010,22(16),1922-1927.

[5]Tanigaki,N.;Kanda,H.;Ohta,T.;Fujita,H.;Ohtsubo,M.;Kaw,T.;Kono,H.;Shimotani,H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012,6(5),4514-4520.

[6]Cao,L.;Wang,J.W.;Li,X.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.;etal.Large-AreaFew-LayerMoS2Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013,7(12),9439-9446.

[7]Li,X.W.;Cao,L.;Wang,J.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.;etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS2TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014,26(1),155-160.

[8]Splendiani,A.;Sun,L.;Chen,Y.;Chu,C.H.;Hong,J.C.S.;Gao,L.;Pk,S.I.;Yang,L.;Chen,H.;Wang,F.;etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGraphiteOxide.NanoLett2009,9(4),1962-1967.

[9]Dresselhaus,M.S.;Dresselhaus,G.;Avouris,P.Graphene:StatusandProspects.Small2010,6(17),1886-1906.

[10]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007,6(3),183-191.

[11]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Katsnelson,M.I.;Grigorieva,I.V.;Firsov,A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004,306(5696),666-669.

[12]Neto,A.H.C.;Stavale,F.;Ozyilmaz,B.;Peres,N.M.R.;Kloc,T.;Jiang,C.;Suresh,A.;Hofmann,M.;Gromov,A.Y.;Obrist,P.,etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009,9(3),655-661.

[13]Zettl,A.;Bostwick,A.;Ohta,T.;Guo,H.;Hofmann,C.;Creisler,E.A.;Gieler,S.C.;Schmid,G.;Rotenberg,E.M.;Kim,P.,etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008,10(10),103040.

[14]Chen,C.T.;L,C.P.;Lin,H.Y.;Huang,P.Y.;Chuang,C.Y.;Li,L.J.;Ager,J.W.,III;Hupalo,M.C.;Park,H.;Kim,P.,etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010,22(16),1922-1927.

[15]Tanigaki,N.;Kanda,H.;Ohta,T.;Fujita,H.;Ohtsubo,M.;Kaw,T.;Kono,H.;Shimotani,H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012,6(5),4514-4520.

[16]Cao,L.;Wang,J.W.;Li,X.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.Large-AreaFew-LayerMoS2Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013,7(12),9439-9446.

[17]Li,X.W.;Cao,L.;Wang,J.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS2TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014,26(1),155-160.

[18]Splendiani,A.;Sun,L.;Chen,Y.;Chu,C.H.;Hong,J.C.S.;Gao,L.;Pk,S.I.;Yang,L.;Chen,H.;Wang,F.,etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGraphiteOxide.NanoLett2009,9(4),1962-1967.

[19]Dresselhaus,M.S.;Dresselhaus,G.;Avouris,P.Graphene:StatusandProspects.Small2010,6(17),1886-1906.

[20]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007,6(3),183-191.

[21]Kibler,L.A.;daSilvaFilho,A.G.;daSilva,J.L.R.Recentadvancesinthechemicalreductionofgrapheneoxide:Agreenchemistryperspective.ChemSusChem2011,4(7),759-769.

[22]Dikin,D.A.;Stankovich,S.;Zettl,A.;Biener,G.W.;Piner,R.D.;Kohlhaas,K.L.;Ruoff,R.S.ChemicalRoutestoHighGrapheneQuality.NatMater2007,6(11),270-274.

[23]Li,X.S.;Zhu,J.H.;Wu,Z.J.;Liang,Z.H.;Li,Y.F.;Chen,J.H.Large-AreaHigh-QualityandUniformChemicalVaporDepositionGrapheneonCopperFoil:ALiquidPhaseExfoliationApproach.JAmChemSoc2009,131(17),6114-6120.

[24]Ong,S.P.;Cox,D.;Yang,C.Y.;Chen,X.H.;Bao,W.J.;Richards,C.M.;Kucherov,A.;Reina,A.;Grigorieva,I.V.;Novoselov,K.S.;etal.Large-ScaleSynthesisandDeviceFabricationofHigh-QualityGraphene.AngewChemIntEdEngl2008,47(24),4350-4354.

[25]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRoadTowardsGraphene-BasedTechnologies.NatMater2007,6(3),200-210.

[26]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Katsnelson,M.I.;Grigorieva,I.V.;Firsov,A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004,306(5696),666-669.

[27]Neto,A.H.C.;Stavale,F.;Ozyilmaz,B.;Peres,N.M.R.;Kloc,T.;Jiang,C.;Suresh,A.;Hofmann,M.;Gromov,A.Y.;Obrist,P.,etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009,9(3),655-661.

[28]Zettl,A.;Bostwick,A.;Ohta,T.;Guo,H.;Hofmann,C.;Creisler,E.A.;Gieler,S.C.;Schmid,G.;Rotenberg,E.M.;Kim,P.,etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008,10(10),103040.

[29]Chen,C.T.;L,C.P.;Lin,H.Y.;Huang,P.Y.;Chuang,C.Y.;Li,L.J.;Ager,J.W.,III;Hupalo,M.C.;Park,H.;Kim,P.,etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010,22(16),1922-1927.

[30]Tanigaki,N.;Kanda,H.;Ohta,T.;Fujita,H.;Ohtsubo,M.;Kaw,T.;Kono,H.;Shimotani,H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012,6(5),4514-4520.

[31]Cao,L.;Wang,J.W.;Li,X.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.Large-AreaFew-LayerMoS2Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013,7(12),9439-9446.

[32]Li,X.W.;Cao,L.;Wang,J.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS2TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014,26(1),155-160.

[33]Splendiani,A.;Sun,L.;Chen,Y.;Chu,C.H.;Hong,J.C.S.;Gao,L.;Pk,S.I.;Yang,L.;Chen,H.;Wang,F.,etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGraphiteOxide.NanoLett2009,9(4),1962-1967.

[34]Dresselhaus,M.S.;Dresselhaus,G.;Avouris,P.Graphene:StatusandProspects.Small2010,6(17),1886-1906.

[35]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007,6(3),183-191.

[36]Kibler,L.A.;daSilvaFilho,A.G.;daSilva,J.L.R.Recentadvancesinthechemicalreductionofgrapheneoxide:Agreenchemistryperspective.ChemSusChem2011,4(7),759-769.

[37]Dikin,D.A.;Stankovich,S.;Zettl,A.;Biener,G.W.;Piner,R.D.;Kohlhaas,K.L.;Ruoff,R.S.ChemicalRoutestoHighGrapheneQuality.NatMater2007,6(11),270-274.

[38]Li,X.S.;Zhu,J.H.;Wu,Z.J.;Liang,Z.H.;Li,Y.F.;Chen,J.H.Large-AreaHigh-QualityandUniformChemicalVaporDepositionGrapheneonCopperFoil:ALiquidPhaseExfoliationApproach.JAmChemSoc2009,131(17),6114-6120.

[39]Ong,S.P.;Cox,D.;Yang,C.Y.;Chen,X.H.;Bao,W.J.;Richards,C.M.;Kucherov,A.;Reina,A.;Grigorieva,I.V.;Novoselov,K.S.,etal.Large-ScaleSynthesisandDeviceFabricationofHigh-QualityGraphene.AngewChemIntEdEngl2008,47(24),4350-4354.

[40]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRoadTowardsGraphene-BasedTechnologies.NatMater2007,6(3),200-210.

[41]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Katsnelson,M.I.;Grigorieva,I.V.;Firsov,A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004,306(5696),666-669.

[42]Neto,A.H.C.;Stavale,F.;Ozyilmaz,B.;Peres,N.M.R.;Kloc,T.;Jiang,C.;Suresh,A.;Hofmann,M.;Gromov,A.Y.;Obrist,P.,etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009,9(3),655-661.

[43]Zettl,A.;Bostwick,A.;Ohta,T.;Guo,H.;Hofmann,C.;Creisler,E.A.;Gieler,S.C.;Schmid,G.;Rotenberg,E.M.;Kim,P.,etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008,10(10),103040.

[44]Chen,C.T.;L,C.P.;Lin,H.Y.;Huang,P.Y.;Chuang,C.Y.;Li,L.J.;Ager,J.W.,III;Hupalo,M.C.;Park,H.;Kim,P.,etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010,22(16),1922-1927.

[45]Tanigaki,N.;Kanda,H.;Ohta,T.;Fujita,H.;Ohtsubo,M.;Kaw,T.;Kono,H.;Shimotani,H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012,6(5),4514-4520.

[46]Cao,L.;Wang,J.W.;Li,X.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.Large-AreaFew-LayerMoS2Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013,7(12),9439-9446.

[47]Li,X.W.;Cao,L.;Wang,J.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS2TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014,26(1),155-160.

[48]Splendiani,A.;Sun,L.;Chen,Y.;Chu,C.H.;Hong,J.C.S.;Gao,L.;Pk,S.I.;Yang,L.;Chen,H.;Wang,F.,etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGraphiteOxide.NanoLett2009,9(4),1962-1967.

[49]Dresselhaus,M.S.;Dresselhaus,G.;Avouris,P.Graphene:StatusandProspects.Small2010,6(17),1886-1906.

[50]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007,6(3),183-191.

[51]Kibler,L.A.;daSilvaFilho,A.G.;daSilva,J.L.R.Recentadvancesinthechemicalreductionofgrapheneoxide:Agreenchemistryperspective.ChemSusChem2011,4(7),759-769.

[52]Dikin,D.A.;Stankovich,S.;Zettl,A.;Biener,G.W.;Piner,R.D.;Kohlhaas,K.L.;Ruoff,R.S.ChemicalRoutestoHighGrapheneQuality.NatMater2007,6(11),270-274.

[53]Li,X.S.;Zhu,J.H.;Wu,Z.J.;Liang,Z.H.;Li,Y.F.;Chen,J.H.Large-AreaHigh-QualityandUniformChemicalVaporDepositionGrapheneonCopperFoil:ALiquidPhaseExfoliationApproach.JAmChemSoc2009,131(17),6114-6120.

[54]Ong,S.P.;Cox,D.;Yang,C.Y.;Chen,X.H.;Bao,W.J.;Richards,C.M.;Kucherov,A.;Reina,A.;Grigorieva,I.V.;Novoselov,K.S.,etal.Large-ScaleSynthesisandDeviceFabricationofHigh-QualityGraphene.AngewChemIntEdEngl2008,47(24),4350-4354.

[55]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRoadTowardsGraphene-BasedTechnologies.NatMater2007,6(3),200-210.

[56]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Katsnelson,M.I.;Grigorieva,I.V.;Firsov,A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004,306(5696),666-669.

[57]Neto,A.H.C.;Stavale,F.;Ozyilmaz,B.;Peres,N.M.R.;Kloc,T.;Jiang,C.;Suresh,A.;Hofmann,M.;Gromov,A.Y.;Obrist,P.,etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009,9(3),655-661.

[58]Zettl,A.;Bostwick,A.;Ohta,T.;Guo,H.;Hofmann,C.;Creisler,E.A.;Gieler,S.C.;Schmid,G.;Rotenberg,E.M.;Kim,P.,etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008,10(10),103040.

[59]Chen,C.T.;L,C.P.;Lin,H.Y.;Huang,P.Y.;Chuang,C.Y.;Li,L.J.;Ager,J.W.,III;Hupalo,M.C.;Park,H.;Kim,P.,etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010,22(16),1922-1927.

[60]Tanigaki,N.;Kanda,H.;Ohta,T.;Fujita,H.;Ohtsubo,M.;Kaw,T.;Kono,H.;Shimotani,H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012,6(5),4514-4520.

[61]Cao,L.;Wang,J.W.;Li,X.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.Large-AreaFew-LayerMoS2Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013,7(12),9439-9446.

[62]Li,X.W.;Cao,L.;Wang,J.W.;Zhang,L.J.;Zhang,S.Q.;Chen,J.H.;Zhou,W.S.;Wang,J.X.;D,Z.R.;You,S.Z.,etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS2TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014,26(1),155-160.

[63]Splendiani,A.;Sun,L.;Chen,Y.;Chu,C.H.;Hong,J.C.S.;Gao,L.;Pk,S.I.;Yang,L.;Chen,H.;Wang,F.,etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGraphiteOxide.NanoLett2009,9(4),1962-1967.

[64]Dresselhaus,M.S.;Dresselhaus,G.;Avouris,P.Graphene:StatusandProspects.Small2010,6(17),1886-1906.

[65]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007,6(3),183-191.

[66]Kibler,L.A.;daSilvaFilho,A.G.;daSilva,J.L.R.Recentadvancesinthe化學(xué)還原grapheneoxide:Agreenchemistryperspective.ChemSusChem2011,4(7),759-769.

[67]Dikin,D.A.;Stankovich,S.;Zettl,A.;Biener,G.W.;Piner,R.D.;Kohlhaas,K.L.;Ruoff,R.S.ChemicalRoutestoHighGrapheneQuality.NatMater2007,6(11),270-274.

[68]Li,X.S.;Zhu,J.H.;Wu,Z.J.;Liang,Z.H.;Li,Y.F.;Chen,J.H.Large-AreaHigh-QualityandUniformChemicalVaporDepositionGrapheneonCopperFoil:ALiquidPhaseExfoliationApproach.JAmChemSoc2009,131(17),6114-6120.

[69]Ong,S.P.;Cox,D.;Yang,C.Y.;Chen,X.H.;Bao,W.J.;Richards,C.M.;Kucherov,A.;Reina,A.;Grigorieva,I.V.;Novoselov,K.S.,etal.Large-ScaleSynthesisandDeviceFabricationofHigh-QualityGraphene.AngewChemIntEdEngl2008,47(24),4350-4354.

[70]Geim,A.K.;Novoselov,K.S.TheRoadTowardsGraphene-BasedTechnologies.NatMater2007,6(3),200-210.

[71]Novoselov,K.S.;Geim,A.K.;Morozov,S.V.;Jiang,D.;Katsnelov，M.I.，Grigorieva，I.V.，F(xiàn)irsov，A.A.ElectricFieldEffectinAtomicallyThinCarbonFilms.Science2004，306（5696），666-669.

[72]Neto，A.H.C.，Stavale，F(xiàn).，Ozyilmaz，B.，Peres，N.M.R.，Kloc，T.，Jiang，C.，Suresh，A.，Hofmann，M.，Gromov，A.Y.，Obrist，P.，etal.ALarge-AreaHigh-QualityMonolayerofGrapheneProducedbyMicromechanicalExfoliation.NanoLett2009，9（3），655-661.

[73]Zettl，A.，Bostwick，A.，Ohta，T.，Guo，H.，Hofmann，C.，Creisler，E.A.，Gieler，S.C.，Schmid，G.，Rotenberg，E.M.，Kim，P.，etal.ElectronicandVibrationalPropertiesofEpitaxialGrapheneonSiC.NewJPhys2008，10（10），103040.

[74]Chen，C.T.，L，C.P.，Lin，H.Y.，Huang，P.Y.，Chuang，C.Y.，Li，L.J.，Ager，J.W.，III，Hupalo，M.C.，Park，H.，Kim，P.，etal.Large-AreaEpitaxialGrapheneon6H-SiC(0001):WurtziteversusRhombohedralstacking.AdvMater2010，22（16），1922-1927.

[75]Tanigaki，N.，Kanda，H.，Ohta，T.，F(xiàn)ujita，H.，Ohtsubo，M.，Kaw，T.，Kono，H.，Shimotani，H.High-QualityFew-LayerHexagonalBoronNitrideonIr(111)PreparedbyElectron-High-VacuumGrapheneTransfer.ACSNano2012，6（5），4514-4520.

[76]Cao，L.，Wang，J.W.，Li，X.W.，Zhang，L.J.，Zhang，S.Q.，Chen，J.H.，Zhou，W.S.，Wang，J.X.，D，Z.R.，You，S.Z.，etal.Large-AreaFew-LayerMoS?Fields-EffectTransistorsonFlexibleSubstratesforWearableElectronics.ACSNano2013，7（12），9439-9446.

[77]Li，X.W.，Cao，L.，Wang，J.W.，Zhang，L.J.，Zhang，S.Q.，Chen，J.H.，Zhou，W.S.，Wang，J.X.，D，Z.R.，You，S.Z.，etal.High-PerformanceFlexibleTop-GateMoS?TransistorsonPolyethyleneNaphthalateSubstrates.AdvMater2014，26（1），155-160.

[78]Splendiani，A.，Sun，L.，Chen，Y.，Chu，C.H.，Hong，J.C.S.，Gao，L.，Pk，S.I.，Yang，L.，Chen，H.，Wang，F(xiàn).，etal.ARoutetoHigh-PurityGrapheneOxideviatheLiquidPhaseExfoliationofGrapheneOxide.NanoLett2009，9（4），1962-1967.

[79]Dresselhaus，M.S.，Dresselhaus，G.，Avouris，P.Graphene：StatusandProspects.Small2010，6（17），1886-1906.

[80]Geim，A.K.，Novoselov，K.S.TheRiseofGraphene.NatMater2007，6（3），183-191.

[81]Kibler，L.A.，daSi