二硫化鉬(MoS2)是一種**的層狀過渡金屬雙鹵代化合物材料,與納米復合材料的合成和應用一起受到人們的關注。本文綜述了用于傳感器和生物傳感器的各種MoS2納米復合材料的合成。主要介紹自組裝、水熱反應、化學氣相沉積、靜電紡絲以及激光處理等制備二硫化鉬納米復合材料的方法。之后詳細介紹了二硫化鉬納米復合材料制備的電化學傳感器,并討論了MoS2納米復合材料的傳感性能與納米結構之間的關系。其次綜述了電化學生物傳感技術在水中成功檢測藻類毒素的研究進展,比較和討論了近年來用于藻毒素檢測的電化學生物傳感器文獻,可知電化學生物傳感器的發展為水源地藻類毒素的快速原位檢測提供了新的手段。
二硫化鉬納米復合材料的合成及其傳感應用:
—二硫化鉬主要有三種結構(圖一),有1T-MoS2,2H-MoS2和 3R-MoS2。不同的結構有不同的性能,比如2H型MoS2表現出半導電特性,而1T型MoS2表現出金屬特性。MoS2的結構缺陷包括位點、晶界和邊緣,使之在傳感應用中起著重要的作用,從而對化學、電氣和光學性能產生了深遠的影響。Zhou等人研究了MoS2中的結構,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特性,從而為各種傳感器應用提供了機會。為了綜合二硫化鉬與其它材料的優點,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納米雜交。到目前為止,許多其他的納米結構材料,如金屬納米粒子、金屬化合物、碳質材料和聚合物,已經與二硫化鉬納米片結合,以實現增強鋰的存儲和電、催化和化學性能。
水熱反應法和溶膠熱法是制備納米復合材料的重要合成方法。
水熱法合成MoS2石墨烯納米復合材料的方法:將(NH4)2MoS4、肼和氧化石墨烯(GO)在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中混合,發現在200℃的水熱反應下,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,L -半胱氨酸形成聚合網絡結構,促進了二維MoS2納米片和石墨烯復合材料的形成,因此L -半胱氨酸水熱法已廣泛應用于MoS2石墨烯納米復合材料。CVD(化學氣相沉積)是一種制備單層MoS2**的方法。雖然存在高溫低產率的問題,但仍然是控制二硫化鉬層數的**途徑。此外,二硫化鉬與石墨烯等其他二維材料的復合材料可以**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,它們的層結構可以通過CVD方法疊加在一起。Shi等人提出了一種用CVD成功制備MoS2石墨烯雜化結構的方法,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復合材料(圖五),自主裝法有溫和條件、簡便操作、產率高和形態不一致的特點;水熱法有產率高、易控制、均勻和不確定MoS2層數的特點;化學氣相沉積有易控制、確定MoS2層數和低產率的特點;靜電紡絲有高產率、條件溫和、確定結構和高溫的特點。可以基于MoS2的各種傳感應用特點來選擇制備的方法。
西安齊岳生物供應層狀二硫化鉬—石墨烯電極材料;AuNPs-MoS2納米復合材料;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;普魯士藍立方塊/二硫化鉬納米復合材料;AuNPs-MoS2-rGO納米復合材料;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/聚酰胺復合材料PA-g-MoS2等。
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zzj 2021.4.1