二硫化鉬(MoS2)是一種**的層狀過渡金屬雙鹵代化合物材料,與納米復(fù)合材料的合成和應(yīng)用一起受到人們的關(guān)注。本文綜述了用于傳感器和生物傳感器的各種MoS2納米復(fù)合材料的合成。主要介紹自組裝、水熱反應(yīng)、化學(xué)氣相沉積、靜電紡絲以及激光處理等制備二硫化鉬納米復(fù)合材料的方法。之后詳細(xì)介紹了二硫化鉬納米復(fù)合材料制備的電化學(xué)傳感器,并討論了MoS2納米復(fù)合材料的傳感性能與納米結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。其次綜述了電化學(xué)生物傳感技術(shù)在水中成功檢測藻類毒素的研究進(jìn)展,比較和討論了近年來用于藻毒素檢測的電化學(xué)生物傳感器文獻(xiàn),可知電化學(xué)生物傳感器的發(fā)展為水源地藻類毒素的快速原位檢測提供了新的手段。
二硫化鉬納米復(fù)合材料的合成及其傳感應(yīng)用:
—二硫化鉬主要有三種結(jié)構(gòu)(圖一),有1T-MoS2,2H-MoS2和 3R-MoS2。不同的結(jié)構(gòu)有不同的性能,比如2H型MoS2表現(xiàn)出半導(dǎo)電特性,而1T型MoS2表現(xiàn)出金屬特性。MoS2的結(jié)構(gòu)缺陷包括位點、晶界和邊緣,使之在傳感應(yīng)用中起著重要的作用,從而對化學(xué)、電氣和光學(xué)性能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。Zhou等人研究了MoS2中的結(jié)構(gòu),并觀察了MoS2納米片的缺陷(圖1c)。將二硫化鉬納米薄片剝落到單層或幾層中,不僅保留了其體積特性,還引入了附加的約束效應(yīng)特性,從而為各種傳感器應(yīng)用提供了機(jī)會。為了綜合二硫化鉬與其它材料的優(yōu)點,將二硫化鉬與層狀材料、金屬納米粒子(NPs)等材料簡單混合,研制出了二硫化鉬復(fù)合材料。另一方面,二硫化鉬納米片也可以通過多種配體的修飾來實現(xiàn)納米雜交。到目前為止,許多其他的納米結(jié)構(gòu)材料,如金屬納米粒子、金屬化合物、碳質(zhì)材料和聚合物,已經(jīng)與二硫化鉬納米片結(jié)合,以實現(xiàn)增強(qiáng)鋰的存儲和電、催化和化學(xué)性能。
水熱反應(yīng)法和溶膠熱法是制備納米復(fù)合材料的重要合成方法。
水熱法合成MoS2石墨烯納米復(fù)合材料的方法:將(NH4)2MoS4、肼和氧化石墨烯(GO)在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中混合,發(fā)現(xiàn)在200℃的水熱反應(yīng)下,還原后的氧化石墨烯納米片表面可以生成二硫化鉬納米片(圖三)。由于L-半胱氨酸具有-NH2、-SH、-COO-等多官能團(tuán),L -半胱氨酸形成聚合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),促進(jìn)了二維MoS2納米片和石墨烯復(fù)合材料的形成,因此L -半胱氨酸水熱法已廣泛應(yīng)用于MoS2石墨烯納米復(fù)合材料。CVD(化學(xué)氣相沉積)是一種制備單層MoS2**的方法。雖然存在高溫低產(chǎn)率的問題,但仍然是控制二硫化鉬層數(shù)的**途徑。此外,二硫化鉬與石墨烯等其他二維材料的復(fù)合材料可以**地避免二維表面起皺和重新破碎。由于MoS2和石墨烯的相似性,它們的層結(jié)構(gòu)可以通過CVD方法疊加在一起。Shi等人提出了一種用CVD成功制備MoS2石墨烯雜化結(jié)構(gòu)的方法,以石墨烯為生長模板,施加400℃得到GO/MoS2(圖四)。
用不同的制備方法合成MoS2復(fù)合材料(圖五),自主裝法有溫和條件、簡便操作、產(chǎn)率高和形態(tài)不一致的特點;水熱法有產(chǎn)率高、易控制、均勻和不確定MoS2層數(shù)的特點;化學(xué)氣相沉積有易控制、確定MoS2層數(shù)和低產(chǎn)率的特點;靜電紡絲有高產(chǎn)率、條件溫和、確定結(jié)構(gòu)和高溫的特點?梢曰MoS2的各種傳感應(yīng)用特點來選擇制備的方法。
西安pg電子官方生物供應(yīng)層狀二硫化鉬—石墨烯電極材料;AuNPs-MoS2納米復(fù)合材料;氨基化二硫化鉬的MoS2-NH2;活化脂化二硫化鉬的MoS2-NHS;巰基化二硫化鉬的MoS2-SH;馬來酰亞胺化二硫化鉬的MoS2-MAL;炔基修飾二硫化鉬的MoS2-Alkyne;普魯士藍(lán)立方塊/二硫化鉬納米復(fù)合材料;AuNPs-MoS2-rGO納米復(fù)合材料;熒光二硫化鉬納米片;牛血清蛋白(BSA)修飾的葉酸(FA);硫辛酸修飾二硫化鉬MoS2-LA;負(fù)載阿霉素的硫化鉬納米鉬片層DOX-MoS2;功能化二硫化鉬/聚酰胺復(fù)合材料PA-g-MoS2等。
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zzj 2021.4.1