過渡金屬硫?qū)倩铮航Y(jié)構(gòu)、合成與應(yīng)用

第一部分基礎(chǔ)篇
第1章過渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì) 002
1.1硫?qū)倩锘瘜W(xué) 002
1.1.1孤對半導(dǎo)體 002
1.1.2變價電對 004
1.1.3配位鍵 004
1.1.4硫?qū)僭氐膕p3雜化 005
1.1.5多中心鍵 005
1.1.6過渡金屬二硫?qū)倩?007
1.1.7無處不在的硫?qū)倩?007
1.2過渡金屬化學(xué) 008
1.2.1價鍵理論 009
1.2.2晶體場理論 011
1.2.3配位場理論 012
1.2.4能帶結(jié)構(gòu)的計算 013
1.3塊體過渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu) 014
1.3.1原子結(jié)構(gòu) 014
1.3.2塊體結(jié)構(gòu)多晶型物 014
1.3.3扭曲結(jié)構(gòu) 015
1.3.4電荷密度波 016
1.3.5電子結(jié)構(gòu) 016
1.4單金屬、摻雜和多金屬過渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu) 017
1.4.1單金屬過渡金屬硫?qū)倩?017
1.4.2摻雜過渡金屬硫?qū)倩?020
1.4.3多金屬過渡金屬硫化物 022
1.5二維過渡金屬硫化物的結(jié)構(gòu) 024
1.5.1層狀結(jié)構(gòu)中的幾種物相 024
1.5.2層狀結(jié)構(gòu)中物相的穩(wěn)定性 026
1.5.3層狀結(jié)構(gòu)中物相的轉(zhuǎn)變 028
1.6非二維過渡金屬硫化物的結(jié)構(gòu) 031
1.6.1d區(qū)元素的硫化物 031
1.6.2ds區(qū)元素的硫化物 032
1.7過渡金屬硫?qū)倩锏奈锢硇再|(zhì) 033
1.7.1電子特性 033
1.7.2熱電性質(zhì) 035
1.7.3光學(xué)性質(zhì) 038
1.7.4力學(xué)性質(zhì) 039
參考文獻 040
第2章過渡金屬硫化物的基本合成方法047
2.1固相合成法 047
2.1.1高溫固相反應(yīng)合成硫化物 048
2.1.2中溫固相反應(yīng)合成硫化物 049
2.1.3低溫固相反應(yīng)合成硫化物 049
2.2濕化學(xué)合成法 050
2.2.1水熱/溶劑熱法 050
2.2.2熱注射法 055
2.2.3自組裝法 060
2.2.4離子交換法 063
2.3外延生長法 067
參考文獻 070
第3章二維過渡金屬硫?qū)倩?75
3.1二維過渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu) 075
3.1.1二維過渡金屬硫?qū)倩锏木w結(jié)構(gòu) 075
3.1.2二維過渡金屬硫?qū)倩锏碾娮咏Y(jié)構(gòu) 076
3.2二維過渡金屬硫?qū)倩锊牧系奶厥庑阅?077
3.2.1電子特性 077
3.2.2光學(xué)性能 079
3.2.3力學(xué)性能 080
3.2.4電磁學(xué)性能 080
3.2.5其他性能 081
3.3二維過渡金屬硫?qū)倩锏暮铣煞椒?083
3.3.1機械剝離法 083
3.3.2化學(xué)剝離法 084
3.3.3化學(xué)氣相沉積法 084
3.3.4物理氣相沉積法 086
3.3.5電化學(xué)法 088
參考文獻 089
第4章過渡金屬硫化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成094
4.1過渡金屬硫化物/硫化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 094
4.1.1剝離法 094
4.1.2電化學(xué)沉積法 095
4.1.3化學(xué)氣相沉積法 098
4.1.4鋰離子插層法 098
4.1.5溶劑熱法 100
4.1.6溶膠-凝膠法 101
4.1.7其他合成方法 102
4.2過渡金屬硫化物/硒（或碲）化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 103
4.2.1電化學(xué)沉積法 103
4.2.2溶劑熱法 104
4.2.3化學(xué)氣相沉積法 106
4.2.4機械剝離法 107
4.2.5定向轉(zhuǎn)移法 108
4.2.6電子束蒸發(fā)法 109
4.3過渡金屬硫化物/氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 110
4.3.1CVD合成法 110
4.3.2水熱/溶劑熱合成法 111
4.3.3電沉積和高溫?zé)崽幚砑盎瘜W(xué)浴沉積法 113
4.3.4聲化學(xué)合成法 114
4.3.5電化學(xué)氧化法 115
4.4過渡金屬硫化物/碳化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 116
4.4.1過渡金屬硫化物/碳納米管異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 116
4.4.2多孔碳材料 120
4.4.3過渡金屬硫化物/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 123
4.4.4過渡金屬硫化物/金屬碳化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 126
4.5過渡金屬硫化物/氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 127
4.5.1過渡金屬硫化物/金屬氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 127
4.5.2過渡金屬硫化物/石墨氮化碳異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 129
4.5.3過渡金屬硫化物/氮摻雜碳材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 131
4.5.4過渡金屬硫化物/六方氮化硼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 134
4.6過渡金屬硫化物/復(fù)合材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 135
4.6.1多層范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 136
4.6.2含金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 138
4.6.3含碳材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 141
4.6.4含磷化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 141
4.6.5含氧化物/氫氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 142
4.6.6多異質(zhì)結(jié)構(gòu)中硫化物的引入 143
4.6.7基底材料參與反應(yīng) 144
參考文獻 145
第二部分應(yīng)用篇
第5章過渡金屬硫化物在電催化領(lǐng)域的應(yīng)用153
5.1電催化水分解的反應(yīng)機理 154
5.1.1HER的反應(yīng)機理 154
5.1.2OER的反應(yīng)機理 155
5.1.3HER和OER的關(guān)鍵參數(shù) 156
5.2過渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 157
5.2.1二維過渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 157
5.2.2一維過渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 164
5.3過渡金屬硫化物在析氧反應(yīng)中的應(yīng)用 170
5.3.1過渡金屬硫化物作為OER電催化劑的功能化 172
5.3.2利用過渡金屬硫化物的自氧化作用開發(fā)新的活性O(shè)ER電催化劑 173
5.4應(yīng)用于HER和OER的雙功能電催化劑 175
5.4.1異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程 176
5.4.2摻雜異構(gòu)體 177
5.4.3單相過渡金屬硫化物的活化 178
5.4.4稀土提升過渡金屬硫化物電催化性能 179
參考文獻 182
第6章過渡金屬硫?qū)倩镌诠獯呋I(lǐng)域的應(yīng)用193
6.1概述 193
6.1.1光催化發(fā)展歷史 193
6.1.2光催化研究進展 194
6.2二維過渡金屬硫?qū)倩?195
6.2.1二維過渡金屬硫?qū)倩锏睦砘匦?195
6.2.2合成方法 199
6.2.3二維過渡金屬硫?qū)倩锏膽?yīng)用 202
6.2.4對于光催化的理論指導(dǎo) 204
6.3納米纖維過渡金屬硫?qū)倩?212
6.3.1納米纖維過渡金屬硫?qū)倩锏暮铣?212
6.3.2獨特的化學(xué)和物理性質(zhì) 215
6.3.3光領(lǐng)域的應(yīng)用 218
6.4總結(jié)與展望 223
參考文獻 225
第7章過渡金屬硫?qū)倩镌陔姵仡I(lǐng)域的應(yīng)用228
7.1離子電池 228
7.1.1離子電池的分類與工作原理 228
7.1.2鋰離子電池 230
7.1.3鈉離子電池 233
7.1.4其他離子電池 236
7.2金屬-空氣電池 238
7.2.1金屬-空氣電池的分類與工作原理 238
7.2.2金屬-空氣電池電極材料的設(shè)計 240
7.2.3過渡金屬硫?qū)倩镪帢O材料 241
7.3燃料電池 243
7.3.1燃料電池的分類與工作原理 243
7.3.2過渡金屬硫?qū)倩镌谫|(zhì)子交換膜燃料電池中的應(yīng)用 247
7.3.3過渡金屬硫?qū)倩镌趬A性燃料電池中的應(yīng)用 249
7.4太陽能電池 250
7.4.1太陽能電池的分類與工作原理 250
7.4.2鎘基硫?qū)倩镌谔柲茈姵刂械膽?yīng)用 252
7.4.3銅基硫?qū)倩镌谔柲茈姵刂械膽?yīng)用 254
7.4.4鋅基硫化物在太陽能電池中的應(yīng)用 257
參考文獻 258
第8章過渡金屬硫?qū)倩锏钠渌麘?yīng)用262
8.1過渡金屬硫?qū)倩镌谌嵝噪娮悠骷械膽?yīng)用 262
8.1.1概述 262
8.1.2基本原理 264
8.1.3過渡金屬硫?qū)倩镌谌嵝跃w管中的應(yīng)用 268
8.1.4過渡金屬硫?qū)倩镌谌嵝詡鞲衅髦械膽?yīng)用 274
8.1.5小結(jié) 277
8.2過渡金屬二硫?qū)倩镌谏镝t(yī)學(xué)中的應(yīng)用 278
8.2.1概述 278
8.2.2生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的過渡金屬二硫?qū)倩镌O(shè)計 原則 279
8.2.3過渡金屬二硫?qū)倩锏谋砻婀δ芑?280
8.2.4過渡金屬二硫?qū)倩镌谏锍上裰械膽?yīng)用 285
8.2.5過渡金屬二硫?qū)倩镌诠鉄嶂委熤械膽?yīng)用 288
8.2.6過渡金屬二硫?qū)倩镌谏飩鞲衅髦械膽?yīng)用 290
參考文獻 292