簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 莫哈末
Mohammad - Sholeh
論文名稱： 薄層二硫化鉬奈米層片的合成與鑑定
Preparation and Characterization of Few-layer MoS2 Nanosheets
指導教授： 林昇佃
Shawn D. Lin
江明錫
Ming-Hsi Chiang
口試委員: 劉陵崗
Ling-Kang Liu
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2015
畢業學年度： 103
語文別： 英文
論文頁數： 69
中文關鍵詞： 二硫化鉬 、奈米層片 、剝離法
外文關鍵詞： MoS2, Nanosheets, Exfoliation
相關次數： 點閱：203  下載：2 
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

    • 剝離法是從塊狀二硫化鉬製造薄層二硫化鉬的方法之一，其中以烷基鋰作為崁入劑的製備方法被認為是能大量製備薄層二硫化鉬的方法。在此論文中，我們嘗試了以鋰崁入法為主的各種製備法，藉由動態光散射分析可以鑑定製備出的薄層二硫化鉬為85至145奈米大小。同時，我們也利用其他的顯微技術與光譜技術來做薄層二硫化鉬的分析。

    Exfoliation of bulk MoS2 via Li intercalation is an attractive route to large-scale preparation of MoS2 few-layers and it can be used to realize their unique properties in practical applications. In generally, solution-based exfoliation of layered materials results in flakes with lateral sizes of one micron or less on average. In this report, we performed the various preparations using a Li-intercalation method at room temperature to prepare MoS2 few-layers with various flake sizes according to dynamic light scattering (DLS) analysis. MoS2 few-layers with particle sizes ranging 85 to 145 nm are reported. We also characterize the few-layer MoS2 nanosheets by various microscopic and spectroscopic techniques.

    ABSTRACT i ACKNOWLEDGEMENT ii TABLE OF CONTENTS iii LIST OF FIGURES v LIST OF TABLES vii CHAPTER 1 INTRODUCTION 1 1.1 Research Background 1 1.2 Previous Studies 3 1.3 Problem Statement 5 1.4 Research Objective 6 1.5 Research Organization 6 CHAPTER 2 INTRODUCTION TO MOLYBDENUM DISULFIDE 8 2.1 Bulk Molybdenum Disulfide 8 2.2 Exfoliation of Molybdenum Disulfide 10 2.3 Exfoliated Molybdenum Disulfide 11 2.4 Properties of Molybdenum Disulfide 12 2.5 Potential Applications of Intercalation-Exfoliated Nanosheets 15 CHAPTER 3 EXPERIMENTAL SECTION 16 3.1 Synthesis 16 3.1.1 Materials 16 3.1.2 Preparation of MoS2 nanosheets 16 3.2.3 Preparation of few-layers MoS2 with specific flakes dimension. 17 3.2 Characterization Method 18 CHAPTER 4 RESULTS AND DISCUSSIONS 21 4.1 Intercalation of Lithium 22 4.2 Exfoliation of Molybdenum disulfide 24 4.3 Few-layer Molybdenum disulfide with Specific Flake Dimensions. 36 CHAPTER 5 CONCLUSION 46 REFERENCES 47 APPENDIX A 52 APPENDIX B 56

    (1) Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2005, 102, 10451.
    (2) Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699.
    (3) Yoon, Y.; Ganapathi, K.; Salahuddin, S. Nano Lett. 2011, 11, 3768.
    (4) Choi, K.; Lee, Y. T.; Min, S.-W.; Lee, H. S.; Nam, T.; Kim, H.; Im, S. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 7803.
    (5) Yin, Z.; Li, H.; Li, H.; Jiang, L.; Shi, Y.; Sun, Y.; Lu, G.; Zhang, Q.; Chen, X.; Zhang, H. ACS Nano 2012, 6, 74.
    (6) Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497.
    (7) Fontana, M.; Deppe, T.; Boyd, A. K.; Rinzan, M.; Liu, A. Y.; Paranjape, M.; Barbara, P. Sci. Rep. 2013, 3.
    (8) Yu, Y.; Li, C.; Liu, Y.; Su, L.; Zhang, Y.; Cao, L. Sci. Rep. 2013, 3.
    (9) Zhang, S.-L.; Choi, H.-H.; Yue, H.-Y.; Yang, W.-C. Curr. Appl Phys. 2014, 14, 264.
    (10) Park, S. K.; Yu, S. H.; Woo, S.; Quan, B.; Lee, D. C.; Kim, M. K.; Sung, Y. E.; Piao, Y. Dalton Trans. 2013, 42, 2399.
    (11) Zhou, X.; Wang, Z.; Chen, W.; Ma, L.; Chen, D.; Lee, J. Y. J. Power Sources 2014, 251, 264.
    (12) Li, X.; Li, W.; Li, M.; Cui, P.; Chen, D.; Gengenbach, T.; Chu, L.; Liu, H.; Song, G. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 2762.
    (13) Su, D.; Dou, S.; Wang, G. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1570067.
    (14) Bang, G. S.; Nam, K. W.; Kim, J. Y.; Shin, J.; Choi, J. W.; Choi, S. Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 7084.
    (15) Cao, L.; Yang, S.; Gao, W.; Liu, Z.; Gong, Y.; Ma, L.; Shi, G.; Lei, S.; Zhang, Y.; Zhang, S.; Vajtai, R.; Ajayan, P. M. Small 2013, 9, 2905.
    (16) Ji, S.; Yang, Z.; Zhang, C.; Liu, Z.; Tjiu, W. W.; Phang, I. Y.; Zhang, Z.; Pan, J.; Liu, T. Electrochim. Acta 2013, 109, 269.
    (17) Lukowski, M. A.; Daniel, A. S.; Meng, F.; Forticaux, A.; Li, L.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10274.
    (18) Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222.
    (19) Yin, Z.; Chen, B.; Bosman, M.; Cao, X.; Chen, J.; Zheng, B.; Zhang, H. Small 2014, 10, 3537.
    (20) Singh, A. K.; Mathew, K.; Zhuang, H. L.; Hennig, R. G. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1087.
    (21) Varrla, E.; Backes, C.; Paton, K. R.; Harvey, A.; Gholamvand, Z.; McCauley, J.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2015, 27, 1129.
    (22) Das, S.; Kim, M.; Lee, J.-w.; Choi, W. Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2014, 39, 231.
    (23) Lee, J. H.; Jang, W. S.; Han, S. W.; Baik, H. K. Langmuir 2014, 30, 9866.
    (24) Li, H.; Wu, J.; Yin, Z.; Zhang, H. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1067.
    (25) Chou, S. S.; Kaehr, B.; Kim, J.; Foley, B. M.; De, M.; Hopkins, P. E.; Huang, J.; Brinker, C. J.; Dravid, V. P. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4160.
    (26) Xiao, J.; Choi, D.; Cosimbescu, L.; Koech, P.; Liu, J.; Lemmon, J. P. Chem. Mater. 2010, 22, 4522.
    (27) You, X.; Liu, N.; Lee, C. J.; Pak, J. J. Mater. Lett. 2014, 121, 31.
    (28) Coleman, J. N.; Lotya, M.; O’Neill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J.; Shvets, I. V.; Arora, S. K.; Stanton, G.; Kim, H.-Y.; Lee, K.; Kim, G. T.; Duesberg, G. S.; Hallam, T.; Boland, J. J.; Wang, J. J.; Donegan, J. F.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Shmeliov, A.; Nicholls, R. J.; Perkins, J. M.; Grieveson, E. M.; Theuwissen, K.; McComb, D. W.; Nellist, P. D.; Nicolosi, V. Science 2011, 331, 568.
    (29) Gupta, A.; Arunachalam, V.; Vasudevan, S. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 739.
    (30) Zhang, Q.; Xu, Z.; Li, H.; Wu, L.; Cao, G.; Li, K. Integr. Ferroelectr. 2011, 128, 125.
    (31) Liu, H.; Si, M.; Najmaei, S.; Neal, A. T.; Du, Y.; Ajayan, P. M.; Lou, J.; Ye, P. D. Nano Lett. 2013, 13, 2640.
    (32) Ma, L.; Chen, W.-X.; Xu, L.-M.; Zhou, X.-P.; Jin, B. Ceram. Int. 2012, 38, 229.
    (33) Liu, Y. D.; Ren, L.; Qi, X.; Yang, L. W.; Hao, G. L.; Li, J.; Wei, X. L.; Zhong, J. X. J. Alloys Compd. 2013, 571, 37.
    (34) Liu, Y.; Ren, L.; Qi, X.; Yang, L.; Li, J.; Wang, Y.; Zhong, J. J. Energy Chem. 2014, 23, 207.
    (35) Ye, L.; Xu, H.; Zhang, D.; Chen, S. Mater. Res. Bull. 2014, 55, 221.
    (36) May, P.; Khan, U.; O'Neill, A.; Coleman, J. N. J. Mater. Chem. 2012, 22, 1278.
    (37) Jaramillo, T. F. J., K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.;; Horch, S. C., I In Science 2007; Vol. 317, p 100.
    (38) Somoano, R. B.; Hadek, V.; Rembaum, A. J. Chem. Phys 1973, 58, 697.
    (39) Somoano, R.; Woollam, J. In Intercalated Layered Materials; Lévy, F., Ed.; Springer Netherlands: 1979; Vol. 6, p 307.
    (40) Lacaze, E.; Barois, P.; Lacaze, R. J. Phys. I France 1997, 7, 1645.
    (41) Hara, M.; Iwakabe, Y.; Tochigi, K.; Sasabe, H.; Garito, A. F.; Yamada, A. Nature 1990, 344, 228.
    (42) Joensen, P., Frindt, R. F. & Morrison, S. R. Mater. Res. Bull. 1986, 21, 457.
    (43) Benavente, E.; Santa Ana, M. A.; Mendizábal, F.; González, G. coord. chem. rev. 2002, 224, 87.
    (44) Ambrosi, A.; Sofer, Z.; Pumera, M. Small 2015, 11, 605.
    (45) Wang, H.; Lu, Z.; Xu, S.; Kong, D.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Hsu, P. C.; Yan, K.; Bradshaw, D.; Prinz, F. B.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 19701.
    (46) Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699.
    (47) B. C. Windom, W. G. S., and D. W. Hahn Tribol. Lett. 2011, 42, 301.
    (48) Py, M. A.; Haering, R. R. Can. J. Phys. 1983, 61, 76.
    (49) Lin, Y.-C.; Dumcenco, D. O.; Huang, Y.-S.; Suenaga, K. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 391.
    (50) Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y.; Li, T.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271.
    (51) King, L. A.; Zhao, W.; Chhowalla, M.; Riley, D. J.; Eda, G. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 8935.
    (52) Geim, A. K.; Grigorieva, I. V. Nature 2013, 499, 419.
    (53) Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805.
    (54) F. Wypych and R. Schollhorn J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1992, 1386.
    (55) Huang, X.; Yin, Z.; Wu, S.; Qi, X.; He, Q.; Zhang, Q.; Yan, Q.; Boey, F.; Zhang, H. Small 2011, 7, 1876.
    (56) Castellanos-Gomez, A.; Poot, M.; Steele, G. A.; van der Zant, H. S.; Agrait, N.; Rubio-Bollinger, G. Adv. Mater. 2012, 24, 772.
    (57) Bertolazzi, S.; Brivio, J.; Kis, A. ACS Nano 2011, 5, 9703.
    (58) O’Neill, A.; Khan, U.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2012, 24, 2414.
    (59) Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494.
    (60) Aruchamy, A. In Photoelectrochemistry and photovoltaics of layered semiconductors; Springer Netherlands: 1992; Vol. 14, p 40.
    (61) Sánchez, V.; Benavente, E.; Santa Ana, M. A.; González, G. Chem. Mater. 1999, 11, 2296.
    (62) Knirsch, K. C.; Berner, N. C.; Nerl, H. C.; Cucinotta, C. S.; Gholamvand, Z.; McEvoy, N.; Wang, Z.; Abramovic, I.; Vecera, P.; Halik, M.; Sanvito, S.; Duesberg, G. S.; Nicolosi, V.; Hauke, F.; Hirsch, A.; Coleman, J. N.; Backes, C. ACS Nano 2015, 9, 6018.
    (63) Bernardi, M.; Palummo, M.; Grossman, J. C. Nano Lett. 2013, 13, 3664.
    (64) Coleman, J. N.; Lotya, M.; O'Neill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J.; Shvets, I. V.; Arora, S. K.; Stanton, G.; Kim, H. Y.; Lee, K.; Kim, G. T.; Duesberg, G. S.; Hallam, T.; Boland, J. J.; Wang, J. J.; Donegan, J. F.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Shmeliov, A.; Nicholls, R. J.; Perkins, J. M.; Grieveson, E. M.; Theuwissen, K.; McComb, D. W.; Nellist, P. D.; Nicolosi, V. Science 2011, 331, 568.
    (65) Eda, G.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Fujita, T.; Chen, M.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2011, 11, 5111.
    (66) Yao, Y.; Lin, Z.; Li, Z.; Song, X.; Moon, K.-S.; Wong, C.-p. J. Mater. Chem. 2012, 22, 13494.
    (67) Wang, N.; Wei, F.; Qi, Y.; Li, H.; Lu, X.; Zhao, G.; Xu, Q. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 19888.
    (68) Yu, Y.; Li, C.; Liu, Y.; Su, L.; Zhang, Y.; Cao, L. Sci Rep 2013, 3, 1866.
    (69) Lee, C.; Yan, H.; Brus, L. E.; Heinz, T. F.; Hone, J.; Ryu, S. ACS Nano 2010, 4, 2695.
    (70) Khan, U.; O’Neill, A.; Porwal, H.; May, P.; Nawaz, K.; Coleman, J. N. Carbon 2012, 50, 470.
    (71) Li, H.; Zhang, Q.; Yap, C. C. R.; Tay, B. K.; Edwin, T. H. T.; Olivier, A.; Baillargeat, D. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1385.
    (72) Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530.
    (73) Korn, T.; Heydrich, S.; Hirmer, M.; Schmutzler, J.; Schüller, C. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 102109.
    (74) Van Thanh, D.; Pan, C.-C.; Chu, C.-W.; Wei, K.-H. RSC Adv. 2014, 4, 15586.

    QR CODE