多壁碳納米管功能化的納米片狀硫化錫的制備和表征

1、多壁碳納米管功能化的納米片狀硫化錫的制備和表征摘要:本文提出一種新穎的多壁碳納米管功能化的納米片狀硫化錫納米復(fù)合物。該納米復(fù)合物通過超聲混合多壁碳納米管和納米片狀硫化錫制備得到，并且用掃描和透射電化學(xué)顯微鏡對該復(fù)合物材料進行了表征。關(guān)鍵詞:納米復(fù)合物納米片狀硫化錫碳納米管電化學(xué)納米材料由于具有獨特和優(yōu)良的物理、化學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于許多研究領(lǐng)域1。最近，半導(dǎo)體納米材料由于其優(yōu)良的性質(zhì)，在電化學(xué)傳感領(lǐng)域越來越引起大家的關(guān)注23。硫化錫（SnS2）是一種n型半導(dǎo)體，由S-Sn-S層組成的具有Cdl2型的層狀結(jié)構(gòu)，帶隙值大約為2.22.35eV4。SnS2無毒，制備簡單，在酸性和中性的水溶液具有

2、良好的穩(wěn)定性，在空氣中也具有一定的氧化和熱穩(wěn)定性。這些優(yōu)點使SnS2成為一種具有前景的光增敏光催化劑5。此外，由于其有趣的電學(xué)，光學(xué)和氣敏性質(zhì)，SnS2被用于太陽能電池材料、鋰電池陽極材料、氣敏傳感器材料和光催化材料等6。復(fù)合物納米材料，尤其是由碳納米材料和其它類型的納米材料組成的復(fù)合材料，由于其新穎的性質(zhì)已經(jīng)引起了相當(dāng)?shù)年P(guān)注7。自從1991年發(fā)現(xiàn)了碳納米管，它獨特的物理和電化學(xué)性質(zhì)，如高的電子傳導(dǎo)性,大的比表面積和優(yōu)良的促進電子轉(zhuǎn)移能力，已經(jīng)在電化學(xué)傳感領(lǐng)域引起廣泛的研究興趣8,9。碳納米管和碳納米管復(fù)合材料已經(jīng)用來修飾電極，實現(xiàn)了對過氧化氫、葡萄糖、多巴胺、尿酸和抗壞血酸的電化學(xué)傳感。本研

3、究工作根據(jù)文獻報道的方法合成了納米片狀的硫化錫，然后和多壁碳納米管超聲混合，首次制備了新穎的碳納米管功能化的硫化錫納米復(fù)合物。該復(fù)合物將為電化學(xué)傳感提供一種優(yōu)良的電極材料。1實驗部分1.1試劑和儀器脫水氯化錫（SnCI22H2A.R.）、硫粉和過氧化氫（30%）購買于國藥集團化學(xué)試劑有限公司。多壁碳納米管（純度：98%直徑:60100nm,長度:12卩m購自深圳納米港有限公司。CHI852電化學(xué)工作站（上海晨華）用來進行電化學(xué)檢測，掃描和透射電子顯微圖片分別由掃描電子顯微鏡（HitachiS-4800,日本）和透射電子顯微鏡（PhilipsTeenai-12,荷蘭）獲得。1.2合成納米片狀的S

4、nS2納米片狀的SnS2根據(jù)以前報道的方法簡單合成6。首先將SnCI2.2H2O和過量的S粉混合，研磨15min后轉(zhuǎn)移至剛玉坩堝，用蓋子密封。然后將該坩堝放置于電熱爐中從室溫加熱到200C（每分鐘升溫4.7C），在200C下保持10min后于室溫下自然冷卻。獲得的粉末分別用二硫化碳、蒸餾水和乙醇清洗，最后在80C下烘干即制備得到黃色的納米片狀的SnS2。1.3制備碳納米管功能化的硫化錫復(fù)合物首先將多壁碳納米管進行酸化處理，具體如下:將多壁碳納米管分散于30%的硝酸中，在140C下回流24h,將獲得的懸浮液進行離心清洗至pH值為7.0,在60C下烘干。然后將0.6mg羧酸化的多壁碳納米管和0.2

5、mg納米片狀的硫化錫一起分散于1.0mL蒸餾水中,超聲30min即獲得碳納米管-硫化錫復(fù)合物。2結(jié)果討論2.1表征多壁碳納米管功能化的硫化錫復(fù)合物所合成的納米片狀硫化錫的透射和掃描電子顯微鏡圖片見圖1a和b。硫化錫展現(xiàn)出各向異性、均勻的納米片狀的形貌，片狀結(jié)構(gòu)的直徑約為40nm。圖1c為多壁碳納米管-硫化錫復(fù)合物的掃描電子顯微鏡圖片。從該照片中可以看到，多壁碳納米管均勻分散在納米片狀硫化錫的表面，表明成功制備了碳納米管-硫化錫復(fù)合材料，而這種碳納米管功能化的結(jié)構(gòu)有利于增強該復(fù)合材料的電催化能力。3結(jié)論本篇研究工作通過簡單的超聲混合方法，制備了多壁碳納米管功能化的硫化錫納米復(fù)合物，該納米復(fù)合物具

6、有均勻的形貌，大的比表面積,將為電化學(xué)傳感研究提供一種新穎的電極材料。參考文獻1Q丄iu,X.B.LuJLi,L.Yao,J.H.Li:Biosens.Bioelectron.2007,22,3203.2H.Tang,F.Yan,Q.D.Tai,H.L.W.Chan:Biosens.Bioelectron.2010,25,1646.GZhao,J.J.Xu,H.YChen:Electrochem.Commun.2006,8,148.H.Xiao,Y.C.Zhang,H.Y.Bai.MaterialsLetters2009,63,809.C.Yang,W.Wang,Z.Shan,F.HuangJSolidStateChem.2009,182,807.6Y.C.Zhang,Z.N.Du,S.Y.Li,M.Zhang:Appl.Catal.B:Environ.2010,95,153.7C丄.Sun,H.HLeeJ.M.Yang,C.C.Wu:Biosens.Bioelectron.2011,22,3146.H.T.Zhao,H.X.J