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在纯水中环保地大规模生产 MoS2 薄片以提高摩擦纳米发电机的性能

Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2023-04-10 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.157235
Dae-Hyun Cho , Sunyoung Park , Busi Im , Youngchan Kim , Sang-Woo Kim , Seoung-Ki Lee , Doyoung Byun


在 2D 材料中,MoS2 由于其较大的功函数而具有明显的负电荷倾向。本研究研究了 MoS2 在纯水中直接剥离和分散引起的修饰功函数,从环境和经济角度来看,这是一种高效的大规模生产方法。我们使用 MoS2 薄片的水分散体制备了真空过滤薄膜。X 射线光电子能谱分析表明,羟基和水分子中的一种或两种都吸附在 MoS2 上,并且在纯水中的剥离过程中发生了从 MoS2 到 MoO3 的部分转变。拉曼光谱信号也表明 MoO3 的形成。开尔文探针力显微镜显示,与收到的 MoS2 粉末 (4.56 eV) 相比,在纯水中剥离的 MoS2 的功函数增强 (5.14 eV)。过滤后的薄膜在 H2/H2S 气体下于 650 °C 退火,去除官能团,并通过硫化将 Mo 氧化物转化为 MoS2。因此,退火薄膜的功函数恢复到大约接收的粉末的功函数 (4.64 eV)。为了探索 MoS2 分散体在水中作为摩擦纳米发电机的潜在应用,我们测量了过滤和退火薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯接触时产生的输出电压。结果表明,过滤后的薄膜产生的电压 (6.58 V) 高于退火薄膜产生的电压 (3.48 V)。此外,当在聚酰亚胺的电子受体层中使用具有增强功函数的 MoS2 时,具有 PI/MoS2:PI/PI 结构的摩擦纳米发电机 (TENG) 表现出比具有非增强功函数的 MoS2 的功率密度高约 3.7 倍。 我们设想,MoS2 是在纯水中以环保方式低成本生产的,由于成功修饰了其电子亲和力,因此可以用于 TENG 应用,而无需相当大的技术难度。




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更新日期:2023-04-10
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