CN112903761A - 一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二硫化钼‑还原氧化石墨烯‑氧化亚铜三元复合材料及其制备方法和应用，属于气敏材料技术领域。该复合材料包括二硫化钼‑还原氧化石墨烯复合纳米片，均匀负载于该复合纳米片表面的氧化亚铜空心纳米球。本发明结合水热法和软模版法制备二硫化钼‑还原氧化石墨烯‑氧化亚铜三元复合材料，该方法工艺简单、成本低廉、绿色环保且操作性强，有利于在实际应用中推广。制得的复合材料对室温NO2气体具有优异的灵敏度、选择性和稳定性，在未来物联网领域中具有一定的实践意义。

Description

一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料及其 制备方法和应用
技术领域
本发明属于气敏材料技术领域，具体涉及一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着工农业的快速发展以及汽车保有量的增加，氮氧化物等的排放所带来的环境污染问题(如雾霾和光化学烟雾)日趋严重。人类长期接触NO2气体会导致呼吸***以及肺部组织受到较大的伤害。世界卫生组织制定的关于NO2的空气质量准则为年平均浓度40μg/m3，1小时平均浓度200μg/m3。因此，开发适用于环境检测具有高灵敏度和高选择性的NO2气体传感器材料迫在眉睫。
具有纳米结构的材料体系，因其具有结构开放的优势而被广泛关注。Cu2O作为一种典型的p型半导体材料，由于窄带隙(2.1eV)、制备简单、成本低和环境友好等优点而在气敏领域具有较为重要的应用价值。纳米材料的形貌会极大的影响其性质，研究发现，空心壳层结构纳米材料具有比表面积大、内部空隙大和表面渗透性好等优点，具有此形貌的材料表现出良好的气敏性能。Cao等人通过水热的方法制备了Cu2O空心球并制备了基于空心Cu2O的气体传感器器件，研究发现，该器件在350℃对300ppm NO2表现出优异的灵敏度[S,X,Cao,T,Han,L,l,Peng,C,Zhao,J,Wang,B,Yu,Ceram.Int.43(2017)4721]。Zhang等人通过一锅法合成了具有多孔的多层Cu2O微球，在方波电压信号(3.5V，0.4Hz)下对100ppm乙醇的灵敏度较实心Cu2O有较大提升[H,G,Zhang,Q,S,Zhu,Y,Zhang,Y,Wang,L,Zhao,B,Yu,Adv.Funct.Mater.17(2007)2766]。观察可知，上述传感器件性能的提升均是建立在外部能量供给的基础上，这不仅会增加能耗，还会大幅降低器件的寿命，严重限制了其在物联网以及可穿戴设备中的应用。因此，开发一种在室温下对低浓度NO2具有高灵敏度和高选择性的气体传感材料具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料；目的之二在于提供一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料的制备方法；目的之三在于提供一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料在制备气体传感器中的应用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料，所述复合材料包括二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片，均匀负载于所述复合纳米片表面的氧化亚铜空心纳米球。
优选的，所述氧化亚铜空心纳米球的直径为140-250nm，纳米球壳层厚度为35-45nm。
2、所述的一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将钼酸钠、硫脲和氧化石墨烯加入水中，分散均匀后进行水热反应，待所述反应结束后，离心洗涤、干燥，制得二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片；
(2)将步骤(1)中制备的二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片和十六烷基三甲基溴化铵加入水中，分散均匀后加入五水硫酸铜，搅拌反应10-20min后静置5-10min，加入抗坏血酸，于50-60℃下搅拌反应20-30min，再加入NaOH溶液，搅拌反应20-30min，取固相，干燥，即可。
优选的，步骤(1)中，所述钼酸钠、硫脲和氧化石墨烯的质量比为235-242:305-380:25-28.3。
优选的，步骤(1)中，超声30-60min至分散均匀。
优选的，步骤(1)中，所述水热反应的温度为200-210℃，时间为20-24h。
优选的，步骤(1)中，所述离心洗涤具体为：以水和无水乙醇交替离心洗涤，交替2-3次，每次以水或无水乙醇离心洗涤时离心速率为8500-9500rpm，离心时间为5-10min。
优选的，步骤(1)和步骤(2)中，所述干燥均为在60-80℃下真空干燥10-12h。
优选的，步骤(2)中，所述二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片、十六烷基三甲基溴化铵、五水硫酸铜、抗坏血酸和NaOH溶液的质量体积比为0.0045-0.005:4.60-4.75:0.04-0.05:0.15-0.18:10-12，g:g:g:g:mL；所述NaOH溶液的浓度为0.2M。
优选的，步骤(2)中，超声10-30min至分散均匀。
优选的，步骤(2)中，三次搅拌反应的速率均为500-700rpm；所述固相以8500-9500rpm的速率离心5-10min获得。
3、所述的一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料在制备气体传感器中的应用。
优选的，所述气体传感器为NO2气体传感器。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料及其制备方法和应用，本发明结合水热法和软模版法制备二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料(MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料)，首先在水热制备过程中原位生成了具有3D骨架结构的MoS2-rGO复合二维纳米片，该复合二维纳米片具有大的比表面积、多种缺陷及大量载流子输运通道，可以最大程度地协同提升气敏性能，降低工作温度。在软模版法制备过程中，MoS2-rGO复合二维纳米片与Cu2O空心纳米球复合，且Cu2O空心纳米球均匀负载于该复合纳米片表面，三种材料界面处形成大量异质结，构筑出了二维异质结复合纳米材料，加之Cu2O空心纳米球的高气体渗透和扩散性，将有助于提高最终制备的复合材料对室温NO2气体的灵敏度、选择性和稳定性，在未来物联网领域中具有一定的实践意义。本发明中方法工艺简单、成本低廉、绿色环保且操作性强，有利于在实际应用中推广。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的SEM图；
图2为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的SEM图；
图3为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的TEM图；
图4为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的TEM图；
图5为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的XRD图；
图6为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的XRD图；
图7为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.1-0.5ppm NO2气体动态电阻变化曲线图；
图8为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.5ppm NO2气体重复响应曲线图；
图9为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对不同目标气体的响应度柱状图；
图10为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的SEM图；
图11为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的SEM图；
图12为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的TEM图；
图13为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的TEM图；
图14为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的XRD图；
图15为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的XRD图；
图16为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.1-0.5ppm NO2气体动态电阻变化曲线图；
图17为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.5ppm NO2气体重复响应曲线图；
图18为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对不同目标气体的响应度柱状图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
制备二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料(MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料)
(1)将242mg钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、380mg硫脲(CH4N2S)和28.3mg氧化石墨烯(GO)加入60mL去离子水中，超声60min至分散均匀后倒入反应釜中，在210℃下水热反应24h，以去离子水和无水乙醇交替离心洗涤，交替2次，每次以水或无水乙醇离心洗涤时离心速率为9500rpm，离心时间为5min，最后在60℃下真空干燥12h，制得二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片(MoS2-rGO复合纳米片)；
(2)将5.0mg步骤(1)中制备的二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片和4.75g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入100mL去离子水中，超声30min至分散均匀后加入0.05g五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)，以700rpm的速率搅拌反应20min后静置5min，加入0.18g抗坏血酸(AA)，于60℃下以500rpm的速率搅拌反应20min，再加入12mL浓度为0.2M的NaOH溶液，以500rpm的速率搅拌反应30min，以9500rpm的速率离心5min后取固相，最后在60℃下真空干燥12h，制得MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料。
图1为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的SEM图，可知该材料中片状自组装的类花状MoS2镶嵌在rGO纳米片中，呈现3D骨架结构，该结构具有较大的比表面积，可以提供大量的吸附位点，进而提高气敏性能。
图2为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的SEM图，可知看出Cu2O纳米球在MoS2-rGO表面均匀分散，三种材料间的紧密接触构建了大量的异质结以提升性能。
图3为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的TEM图，可知MoS2-rGO呈现典型的纳米片结构。
图4为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的TEM图，可知Cu2O纳米球具有空心壳层结构，Cu2O空心纳米球的粒径分布范围为140-250nm，平均粒径为180nm，纳米球壳层厚度为35-45nm，该结构形貌具有大的比表面积和高的气体渗透性，有利于气体的吸附和扩散。
图5为实施例1中制备的MoS2-rGO复合纳米片的XRD图，可知MoS2的峰位与标准PDF卡片No.37-1492对应。
图6为实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的XRD图，可知Cu2O的峰位与标准PDF卡片No.05-0667对应。
将实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料通过滴涂法涂覆在叉指电极，使用Keithley2700半导体参数分析仪对传感器电阻变化进行监测，结果如图7、图8和图9所示。
图7为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.1-0.5ppm NO2气体动态电阻变化曲线图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对0.1-0.5ppm NO2气体具有高灵敏度，且随着NO2气体浓度的减少，气体传感器响应度减少。
图8为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.5ppm NO2气体重复响应曲线图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对NO2气体具有良好的重复响应特性。
图9为以实施例1中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对不同目标气体的响应度柱状图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对NO2气体具有良好的选择性。
实施例2
制备二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料(MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料)
(1)将235mg钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、305mg硫脲(CH4N2S)和25mg氧化石墨烯(GO)加入50mL去离子水中，超声30min至分散均匀后倒入反应釜中，在200℃下水热反应20h，以去离子水和无水乙醇交替离心洗涤，交替3次，每次以水或无水乙醇离心洗涤时离心速率为8500rpm，离心时间为10min，最后在80℃下真空干燥10h，制得二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片(MoS2-rGO复合纳米片)；
(2)将4.5mg步骤(1)中制备的二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片和4.60g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入90mL去离子水中，超声10min至分散均匀后加入0.04g五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)，以500rpm的速率搅拌反应10min后静置10min，加入0.15g抗坏血酸(AA)，于50℃下以700rpm的速率搅拌反应30min，再加入10mL浓度为0.2M的NaOH溶液，以700rpm的速率搅拌反应20min，以8500rpm的速率离心10min后取固相，最后在80℃下真空干燥10h，制得MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料。
图10为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的SEM图，可知该材料中片状自组装的类花状MoS2镶嵌在rGO纳米片中，呈现3D骨架结构，该结构具有较大的比表面积，可以提供大量的吸附位点，进而提高气敏性能。
图11为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的SEM图，可知看出Cu2O纳米球在MoS2-rGO表面均匀分散，三种材料间的紧密接触构建了大量的异质结以提升性能。
图12为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的TEM图，可知MoS2-rGO呈现典型的纳米片结构。
图13为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的TEM图，可知Cu2O纳米球具有空心壳层结构，Cu2O空心纳米球的粒径分布范围为140-250nm，平均粒径为180nm，纳米球壳层厚度为35-45nm，该结构形貌具有大的比表面积和高的气体渗透性，有利于气体的吸附和扩散。
图14为实施例2中制备的MoS2-rGO复合纳米片的XRD图，可知MoS2的峰位与标准PDF卡片No.37-1492对应。
图15为实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料的XRD图，可知Cu2O的峰位与标准PDF卡片No.05-0667对应。
将实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料通过滴涂法涂覆在叉指电极，使用Keithley2700半导体参数分析仪对传感器电阻变化进行监测，结果如图16、图17和图18所示。
图16为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.1-0.5ppm NO2气体动态电阻变化曲线图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对0.1-0.5ppm NO2气体具有高灵敏度，且随着NO2气体浓度的减少，气体传感器响应度减少。
图17为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对0.5ppm NO2气体重复响应曲线图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对NO2气体具有良好的重复响应特性。
图18为以实施例2中制备的MoS2-rGO-Cu2O三元复合材料作为敏感材料的气体传感器在室温下对不同目标气体的响应度柱状图，可知MoS2-rGO-Cu2O三元复合纳米材料薄膜对NO2气体具有良好的选择性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料，其特征在于，所述复合材料包括二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片，均匀负载于所述复合纳米片表面的氧化亚铜空心纳米球。
2.如权利要求1所述的一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料，其特征在于，所述氧化亚铜空心纳米球的直径为140-250nm，纳米球壳层厚度为35-45nm。
3.权利要求1或2所述的一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钼酸钠、硫脲和氧化石墨烯加入水中，分散均匀后进行水热反应，待所述反应结束后，离心洗涤、干燥，制得二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片；
(2)将步骤(1)中制备的二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片和十六烷基三甲基溴化铵加入水中，分散均匀后加入五水硫酸铜，搅拌反应10-20min后静置5-10min，加入抗坏血酸，于50-60℃下搅拌反应20-30min，再加入NaOH溶液，搅拌反应20-30min，取固相，干燥，即可。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钼酸钠、硫脲和氧化石墨烯的质量比为235-242:305-380:25-28.3。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应的温度为200-210℃，时间为20-24h。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述离心洗涤具体为：以水和无水乙醇交替离心洗涤，交替2-3次，每次以水或无水乙醇离心洗涤时离心速率为8500-9500rpm，离心时间为5-10min。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，所述干燥均为在60-80℃下真空干燥10-12h。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二硫化钼-还原氧化石墨烯复合纳米片、十六烷基三甲基溴化铵、五水硫酸铜、抗坏血酸和NaOH溶液的质量体积比为0.0045-0.005:4.60-4.75:0.04-0.05:0.15-0.18:10-12，g:g:g:g:mL；所述NaOH溶液的浓度为0.2M。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，三次搅拌反应的速率均为500-700rpm；所述固相以8500-9500rpm的速率离心5-10min获得。
10.权利要求1或2所述的一种二硫化钼-还原氧化石墨烯-氧化亚铜三元复合材料在制备气体传感器中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113607783A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种基于二硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料的室温no2传感器及其制备方法
CN114259890A (zh) * 2022-01-12 2022-04-01 上海交通大学 一种基于混合维度纳米材料的多孔膜的组装制备方法
CN115196694A (zh) * 2022-05-19 2022-10-18 苏州大学 一种NiS/rGO复合材料及其制备方法与在气敏材料中的应用

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101293192A (zh) * 2007-01-25 2008-10-29 中国科学院上海硅酸盐研究所 多室囊泡模板法制备多层空心球或多孔球的方法
CN101805010A (zh) * 2010-04-02 2010-08-18 青岛科技大学 一种氧化亚铜空心球的制备方法
CN103904334A (zh) * 2014-04-09 2014-07-02 东南大学 一种二硫化钼/石墨烯锂离子电池负极材料及其制备方法
CN103926278A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 电子科技大学 石墨烯基三元复合薄膜气体传感器及其制备方法
CN104445215A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 上海大学 中空二氧化硅纳米材料的制备方法
CN104792830A (zh) * 2015-05-15 2015-07-22 哈尔滨工业大学 基于石墨烯/二硫化钼复合的气体敏感材料及其制备方法
CN105845910A (zh) * 2016-05-01 2016-08-10 上海大学 花状MoS2@石墨烯纳米复合材料及其制备方法
CN106082301A (zh) * 2016-05-25 2016-11-09 苏州美纳福健康科技有限公司 一种纳米氧化亚铜空心球的制备方法
CN106410132A (zh) * 2016-11-09 2017-02-15 上海大学 二维片状MoS2@石墨烯复合纳米材料及其制备方法
CN107010671A (zh) * 2017-03-31 2017-08-04 齐齐哈尔大学 一种一步法制备二硫化钼纳米片/石墨烯异质结构的水热法
CN107089683A (zh) * 2017-04-25 2017-08-25 中国计量大学 一种二硫化钼/硫化铜/氧化亚铜纳米复合材料的制备方法
CN108181366A (zh) * 2017-12-13 2018-06-19 河南大学 以二氧化钛-二硫化钼-金三元复合材料为支架的光电化学适配体传感器的构建方法
CN108607582A (zh) * 2018-05-29 2018-10-02 潍坊学院 二硫化钼/还原性氧化石墨烯/镍纳米粒子复合材料、其制备方法及应用
CN108878555A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 重庆大学 一种氧化亚铜/还原氧化石墨烯纳米线复合材料及其制备方法和应用
CN109569666A (zh) * 2018-12-29 2019-04-05 广西大学 一种rGO/MoS2/SnO2复合气敏材料的制备方法
CN109632895A (zh) * 2019-01-18 2019-04-16 重庆大学 复合气敏材料及其制备方法与气体传感器及其应用
CN110961105A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 中国石油大学(北京) 一种石墨烯-空心铜纳米球复合材料及其制备方法与应用

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101293192A (zh) * 2007-01-25 2008-10-29 中国科学院上海硅酸盐研究所 多室囊泡模板法制备多层空心球或多孔球的方法
CN101805010A (zh) * 2010-04-02 2010-08-18 青岛科技大学 一种氧化亚铜空心球的制备方法
CN103904334A (zh) * 2014-04-09 2014-07-02 东南大学 一种二硫化钼/石墨烯锂离子电池负极材料及其制备方法
CN103926278A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 电子科技大学 石墨烯基三元复合薄膜气体传感器及其制备方法
CN104445215A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 上海大学 中空二氧化硅纳米材料的制备方法
CN104792830A (zh) * 2015-05-15 2015-07-22 哈尔滨工业大学 基于石墨烯/二硫化钼复合的气体敏感材料及其制备方法
CN105845910A (zh) * 2016-05-01 2016-08-10 上海大学 花状MoS2@石墨烯纳米复合材料及其制备方法
CN106082301A (zh) * 2016-05-25 2016-11-09 苏州美纳福健康科技有限公司 一种纳米氧化亚铜空心球的制备方法
CN106410132A (zh) * 2016-11-09 2017-02-15 上海大学 二维片状MoS2@石墨烯复合纳米材料及其制备方法
CN107010671A (zh) * 2017-03-31 2017-08-04 齐齐哈尔大学 一种一步法制备二硫化钼纳米片/石墨烯异质结构的水热法
CN107089683A (zh) * 2017-04-25 2017-08-25 中国计量大学 一种二硫化钼/硫化铜/氧化亚铜纳米复合材料的制备方法
CN108181366A (zh) * 2017-12-13 2018-06-19 河南大学 以二氧化钛-二硫化钼-金三元复合材料为支架的光电化学适配体传感器的构建方法
CN108607582A (zh) * 2018-05-29 2018-10-02 潍坊学院 二硫化钼/还原性氧化石墨烯/镍纳米粒子复合材料、其制备方法及应用
CN108878555A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 重庆大学 一种氧化亚铜/还原氧化石墨烯纳米线复合材料及其制备方法和应用
CN109569666A (zh) * 2018-12-29 2019-04-05 广西大学 一种rGO/MoS2/SnO2复合气敏材料的制备方法
CN109632895A (zh) * 2019-01-18 2019-04-16 重庆大学 复合气敏材料及其制备方法与气体传感器及其应用
CN110961105A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 中国石油大学(北京) 一种石墨烯-空心铜纳米球复合材料及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELHAM AKBARZADEH，ET AL.: "Investigating the role of MoS2/reduced grapheme oxide as cocatalyst on Cu2O activity in catalytic and photocatalytic reactions", 《NEW J. CHEM.》 *
P. STEPHEN SELVAMANI, ET AL.: "Synergic effect of Cu2O/MoS2/rGO for the sonophotocatalytic degradation of tetracycline and ciprofloxacin antibiotics", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 *
张迎迎等: "不同形貌纳米Cu2O的制备", 《淮阴师范学院学报（自然科学版）》 *
汪阳: "Cu20及ln203基纳米异质结构制备及性能研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（博士） 信息科技辑》 *
王子莹: "半导体氧化物与石墨烯复合材料的表面调控及其室温 NO2气体传感性能的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（博士） 工程科技Ⅰ辑》 *
王梦婷: "氧化亚铜微/纳米结构调控及其 NO2气敏性能研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113607783A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种基于二硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料的室温no2传感器及其制备方法
CN114259890A (zh) * 2022-01-12 2022-04-01 上海交通大学 一种基于混合维度纳米材料的多孔膜的组装制备方法
CN114259890B (zh) * 2022-01-12 2022-11-22 上海交通大学 一种基于混合维度纳米材料的多孔膜的组装制备方法
CN115196694A (zh) * 2022-05-19 2022-10-18 苏州大学 一种NiS/rGO复合材料及其制备方法与在气敏材料中的应用
CN115196694B (zh) * 2022-05-19 2023-11-10 苏州大学 一种NiS/rGO复合材料及其制备方法与在气敏材料中的应用

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