关键词： 石墨烯   钴钕双金属氢氧化物   聚吡咯   超级电容器   比电容  

摘要： 超级电容器(Supercapacitor,SC)是一种高效的新型电化学储能设备,既具有普通电容器的快速充放电特性,同时兼具锂电池的能量储存功能,在电力负载平衡、替代传统电池、电动汽车辅助动力、电力系统储能、工业设备、医疗设备等领域得到了广泛应用。但超级电容器也存在能量密度相对较低、存储时间有限、循环性能不佳、限制电压工作范围等问题。针对化石燃料在为人类创造便利的同时,也带来了相应的环境问题。针对新能源方面的应用需求,尽量提升超级电容器的比电容量方面性能。电极材料对超级电容器的成本与性能方面起着核心的作用,本文以碳基材料石墨烯(GR)为主体,通过引入钴钕双金属氢氧化物(CoNd-LDH)和聚吡咯(PPy),采用复合材料(GR/PPy、GR/CoNd-LDH、GR/CoNd-LDH/PPy)作为研究对象,来实现高比电容量和高稳定循环性能。双金属氢氧化物因其优异的协同作用、长的循环寿命、低廉的成本以及丰富的来源而备受关注。与此同时,聚吡咯因其极高的理论比电容和广大的比表面积而受到瞩目。然而,在实际应用中,聚吡咯在多次充放电循环中因体积的收缩与膨胀导致结构受损,使得其性能并不理想,经济效益低下。另一方面,石墨烯具有出色的化学稳定性和高导电性。因此,本研究致力于深入探究复合材料中各组分间的协同机理,以期提高超级电容器的电化学性能。本论文主要研究结论如下: (1)采用还原法和低温原位聚合法来合成GR/PPy纳米材料。在这个过程中,球状聚吡咯被包裹在富含褶皱的石墨烯片层上。由于石墨烯具有的高比表面积,它为聚吡咯提供了大量的活性位点。同时,聚吡咯具有高导电性,本身内部又有无数的孔隙,这些特性显著提高了材料的比表面积。这种改进降低了接触电阻,进一步提升了电解质离子的传输效率,进而提升超级电容器的电化学性能。GR/PPy在1 A/g的电流密度下,其比电容达到321.4 F/g。在循环稳定测试下,4000次的循环充放电后,其比电容的保持率达到90.8%。 (2)采用还原法和水热法相结合的方式,成功制备出了珊瑚状结构的GR/金属氢氧化物,并深入研究了钴钕之间协同作用的最佳摩尔比例。其珊瑚状结构的疏密程度恰到好处,以及较大的比表面积,使得反应活性位点得以有效增加,从而展现出卓越的电化学性能。GR/Co ND-LDH在1 A/g的电流密度下,其比电容达到1054 F/g,并且在4000次的循环测试下,稳定性达到93.9%。 (3)采用了还原法、水热法和低温原位聚合法,成功地合成了GR/CoNd-LD H/PPy纳米复合材料。通过制备构建了一种具有多孔珊瑚状结构的复合材料。通过材料组分间的协同效应,GR/CoNd-LDH/PPy纳米复合材料在1 A/g时比电容值达到了1645.8 F/g。在4000次循环稳定性测试后,其比电容保持率达到94.5%。 图[47]表[6]参[158]

关键词： 螺烯   圆偏振光   扭曲并苯分子   自组装   光电转化性质  

摘要： 有机碳纳米材料由于其结构可调控、成本低等优势常被应用于光电材料、能源等多个领域。而扭曲碳纳米材料,尤其是在共轭结构中引入手性元素的碳纳米材料近年来受到广泛关注。将手性元素植入稠环芳烃构筑的手性纳米材料具有独特的光物理化学性质,可作为功能层广泛应用于非线性光学、不对称催化、圆偏振发光二极管等。因此,如何通过合理的分子设计合成得到结构更加新颖,性能更加优异的手性碳纳米材料成为了研究热点。基于此本论文设计并合成出一系列手性纳米石墨烯,并对分子的单晶结构,光学性质,手性性质,聚集行为、光电转换进行了研究。论文主要分为以下几个部分: （1）通过Scholl反应策略性合成得到四个含有七元环的手性纳米石墨烯3、6、10、13。通过X射线单晶衍射分析了分子3和13的结构以及在空间上的堆积排列。含有五元环的分子3、10最大发射峰明显较不含五元环的分子6、13更加红移。并且分子3和10,分子6和13具有相似的荧光发射峰轮廓,它们的最大发射峰分别位于529 nm（3）、521 nm（10）、507 nm（6）、504 nm（13）。理论计算得到了化合物10和13的异构化能垒分别为38.63 kcal mol-1和38.01 kcal mol-1。化合物13通过手性HPLC得到一对对映异构体（P）-13和（M）-13。CD和CPL光谱得到13的手性光学性质,（P）-13的吸收不对称因子为+4.3×10-3（307 nm）/-1.3×10-3（390 nm）,（M）-13的吸收不对称因子为-5.1×10-3（307 nm）/+1.5×10-3（390 nm）,（P）-13发射不对称因子为-1.1×10-3（503 nm）,（M）-13的发射不对称因子为+0.8×10-3（503 nm）。 （2）通过Suzuki反应将手性萘二酰亚胺的硼酸酯与含有溴的共轭骨架进行偶联,随后通过钯催化的关环反应,得到了四个手性扭曲并苯分子14、15、16、17。通过紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和圆二色谱研究了它们的自组装行为,结果发现,当THF:H2O小于5:5时,分子16、17在332 nm、392 nm、416 nm、554nm出产生了镜像的圆二色信号,紫外光谱的结果也证实了聚集的发生。随后制备了16/C60/ITO和17/C60/ITO的薄膜光电导器件研究它们的光电转化性质,发现在白光照射下,它们显示出稳定的光电流响应。 （3）利用Suzuki反应、Scholl反应、Sonogashira反应、Diels-Alder反应,合成得到含有多个手性中心的共轭结构π-扩展的分子34、35、51、52。合成出了轴向手性分子30,合成出[6]螺烯分子33,含有七元环的[5]螺烯分子31。得到了分子30的晶体,分析了其分子结构以及在空间中的排列性质。这些发现都为后续合成共轭结构更大的手性分子提供了重要思路。

关键词： 生物活性化合物   样品前处理   功能化石墨烯   分子印迹   色谱分析  

摘要： 生物活性化合物是指具有生理或药理活性的化合物,如抗炎活性化合物、抗肥胖活性化合物、抗癌活性化合物等。这些生物活性化合物的分离分析对于人类健康研究具有重要意义。由于实际样品基质复杂,干扰成分多,且活性化合物的含量较低,直接进行仪器检测存在困难,需要进行必要的样品前处理以消除基质对分析物检测的影响,确保得到准确的检测结果。实现复杂样品基质中活性化合物的快速选择性萃取分离,关键在于开发比表面积大、吸附作用力丰富、吸附容量高、选择性好的新型高亲和吸附剂和建立快速、简便的样品前处理方法。本论文针对尿液中抗癌活性化合物和植物中抗肥胖活性成分分离检测困难的问题,开发了两种依托高亲和功能化石墨烯吸附剂的小型化固相萃取方法,结合高效液相色谱技术,实现了复杂生物样品基质中抗癌和抗肥胖活性化合物的选择性萃取和准确检测。主要研究内容如下: （1）尿液中抗癌活性化合物的萃取和检测 本工作采用一锅法合成了高亲和氟功能化多孔有机聚合物/氧化石墨烯吸附剂（FPOP/GO）,并结合分散滤头固相萃取和高效液相色谱检测,建立了一种尿液中抗癌活性化合物Seratplatin（SP）的分析方法。结果表明,制备的FPOP/GO具有吸附作用力丰富、吸附容量大、传质速率快的优点。建立的方法在0.001-5.0μg m L–1范围内具有良好的线性关系（r=0.9999）,定量限为0.7 ng m L–1,加标回收率为94.1–99.7%（RSD≤2.4%）,实现了尿液中抗癌活性化合物SP的快速、灵敏、准确检测,为抗癌活性化合物分离分析提供技术支撑。 （2）一枝黄花中抗肥胖活性成分的萃取和检测 本工作进一步探索高亲和吸附剂的制备策略以提高复杂生物样品分析方法的选择性,采用表面印迹技术于水相体系中制备了高亲和亲水印迹树脂/石墨烯（HMIR/PGO）复合材料,结合离心加速管尖固相萃取和高效液相色谱检测,建立了一枝黄花中抗肥胖活性成分（绿原酸、咖啡酸、芦丁和山奈酚-3-O-芸香糖苷）的分析方法。结果表明,所合成的HMIR/PGO具有亲水性强、选择性高以及传质速率快的优点。建立的方法定量限为14.1?43.7 ng m L–1,具有良好的线性关系（r≥0.9991）和较高的准确度（81.0–109.5%,RSD≤4.8%）。该方法成功应用于一枝黄花中抗肥胖活性化合物的萃取检测,在复杂植物基质中特定成分的高选择性萃取分离方面具有应用潜力。

关键词： 氧化石墨烯   水凝胶   壳聚糖   羧甲基化壳聚糖  

摘要： 病毒感染、细菌性疾病、与生物膜相关的感染以及癌症是全球医疗保健面临的重大挑战,因此有必要不断展开研究和跟进治疗进展,以提高它们的存活率和对传统药物的耐药性。首先,单纯疱疹病毒（HSV）对全球健康构成重大威胁,目前,估计有37亿50岁以下的人口（占人口总数的67%）已经感染了导致口腔疱疹的HSV-1,此外,近4.91亿的15-49岁的人（13%）受到HSV-2的影响,这也是生殖器疱疹的主要病因。更关键的是,HSV-2会增加感染和传播艾滋病毒的风险,进一步加剧其对公共健康的危害。其次,抗菌素耐药性（AMR）在全球范围内挑战日益严峻,促使世界卫生组织（WHO）启动了2021年临床前研究抗菌药数据征集活动。由于细菌性疾病及其治疗方法的效果越来越差,因此迫切需要新的治疗方法。此外,与AMR相关的生物膜也存在重大问题,特别是当涉及到与植入物相关的问题,包括假体周围关节感染和慢性伤口等。最后,癌症是导致全球死亡的主要原因之一,2020年造成近1000万人死亡,约占死亡人数的六分之一。部分原因在于治疗的局限性,如药物稳定性低,对癌细胞的靶向不精确,以及不良副作用等原因。 鉴于上述挑战,基于氧化石墨烯（GO）的纳米材料在抗病毒、抗菌、抗生物膜形成和药物传递系统研究领域的应用取得了重大进展,为应对这些挑战提供了切实可行的解决方案。这些材料具有优异的特性,包括高载流子迁移率、有效的光学透明度和高表面积。目前,虽然在不同生物应用方面取得了相当大的进展,由于存在聚集倾向、细胞毒性和生物相容性的担忧已成为限制,影响了这些材料在体外和体内研究中的生物医学利用。 本文的主要目标在于解决这些局限性,从而最大限度地发挥氧化石墨烯基纳米材料在应对医疗保健挑战中的作用。包括其潜在的抗病毒、抗菌、抗生物膜形成和靶向给药系统的应用。石墨烯水凝胶的制备有助于防止聚集,降低细胞毒性,并提高制备材料的生物相容性。因此,我们采用的方法是通过两种不同的策略:（I）壳聚糖纳米颗粒（NPs）;（II）羧甲基壳聚糖（CMCh）。将GO植入不同形式的改性壳聚糖（CS）中,从而开发出创新的水凝胶。然后,将改性的壳聚糖锚定在GO的表面,制成生物相容性、抗病毒、抗菌、抗菌膜和靶向给药制剂。这些系统就是GO/CS-NP和GO/CMCh纳米复合水凝胶。 第一种策略是利用纳米制剂CS来应对一些医疗卫生挑战,如疱疹病毒科病毒和细菌感染。该方法旨在开发创新的微生物灭杀剂,以减少HSV-1病毒的传播。制备并表征了一种含有GO、CS NPs、氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）和单宁酸（TA）的新型水凝胶。TA@ZnO/GO/CS纳米复合水凝胶对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌具有独特的抗菌特性。此外,这种p H响应型水凝胶对HSV-1病毒表现出卓越的抗病毒功效,抑制率约为86%,且不会对细胞造成任何有害影响,因其卓越的溶胀特性,使其成为当代增强抗病毒药物和个人防护装备（PPE）的方法。 基于上一策略中所展示的出色活性,特别是GO/CS抗生物膜形成的能力,本策略的研究重点在于将没食子酸包封二氧化钛（GA@Ti O2）包封到GO/CMCh纳米复合水凝胶中,形成GA@Ti O2/GO/CMCh水凝胶。这种配方旨在解决由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）引起的假体周围关节感染（PJI）,这种感染在骨科手术中造成了严重的并发症。因为紫外线在临床应用中存在局限性,本章的重点是在不依赖于紫外线（UV）活化的情况下提高二氧化钛纳米颗粒（Ti O2 NPs）的抗菌效果。通过将GA@Ti O2包裹在氧化石墨烯/羧甲基化壳聚糖（GO/CMCh）中以防止聚集,观察到对MRSA的显著抗菌活性。令人惊讶的是,即使在没有紫外线照射的情况下,Ti O2、GA@Ti O2和GA@Ti O2/GO/CMCh也表现出了显著的杀菌效果,抑菌区分别为14、12和12 mm。此外,这些材料显示出更强的抗生物膜形成能力。重要的是,材料表现出良好的生物相容性,支持其在临床应用中降低与MRSA-PJI相关发病率和死亡率的潜力。我们的研究结果突显了GA@Ti O2/GO/CMCh的显著抗菌特性,作为不依赖紫外线照射的情况下对抗MRSA的有效策略,并强调需要进一步的体内研究来评估其应对MRSA-PJI的潜力。 上一策略的结果证实,GO/CMCh纳米复合水凝胶展现出优异的生物安全性,提供了一种有前景的药物递送方案,用于应对肝癌这一仍然是全球主要健康挑战和第二大死亡原因的疾病。因此,GO/CMCh被设计为一种p H响应的药物递送系统,旨在用于递送治疗肝癌的多酚类抗氧化剂,如槲皮素（QR）和没食子酸（GA）。这项工作背后的基本原理在于解决传统化疗的局限性,并提供一种靶向和有效的药物输送系统。此外,对QR的包封效率为98%,对GA的包封效率为99.3%,对QR

关键词： 太赫兹   索尔兹伯里屏   石墨烯   吸波性能调控  

摘要： 近年来,太赫兹技术得到飞速发展,由原来“太赫兹间隙”发展为研究热点,太赫兹辐射污染问题日益突出。为有效避免太赫兹污染,保障太赫兹信息通信安全,研究在太赫兹频段具备“薄”、“轻”、“宽”、“强”等特征的吸波器件成为热点。基于索尔兹伯里屏效应的金属/介质/金属“三明治”结构是一种典型的太赫兹波高效吸收结构。传统金属吸波器由于吸波性能不可调、超材料结构制备工艺复杂、成本高而应用受限,石墨烯得益于优异的光学、电学和力学特性,成为新一代太赫兹吸波器的理想候选材料。 本文创新性提出基于索尔兹伯里屏效应的石墨烯可调太赫兹吸波器,通过化学掺杂和电场调控方式对石墨烯费米能级进行精准调控,充分利用石墨烯优异光电特性,攻克了石墨烯电子学特性精准调控难题,突破了传统太赫兹吸波器难制备和不可调等问题,深入探究了石墨烯太赫兹吸波器吸收机理,通过简单的制备工艺获得宽带可调石墨烯太赫兹吸波器。本论文主要研究内容如下: 1、提出了一种化学掺杂调控石墨烯太赫兹吸波器件性能方法。在磁控溅射有金(Au)薄膜的聚酰亚胺(PI)上用湿法转移化学气相沉积(CVD)石墨烯,构筑石墨烯/PI/Au三层吸波结构,采用氯金酸掺杂石墨烯方式调控吸波器吸收性能,揭示了氯金酸与石墨烯间电荷转移调控费米能级机理,研究了石墨烯太赫兹吸波器吸波性能调控方法和机制。氯金酸与石墨烯之间的电子转移改变了石墨烯中自由载流子浓度,提升了石墨烯费米能级,增强了吸波器吸收性能。采用仿真模拟和实验测试相结合的方式验证吸波器的可调吸波性能。 2、提出了一种以离子凝胶为介质层电场调控石墨烯太赫兹吸波器件性能方法。在磁控溅射有Au薄膜的PI上用湿法转移CVD石墨烯,构筑石墨烯/PI/Au三层吸波结构,采用离子凝胶为介质层静电调控吸波器性能,揭示了离子凝胶静电场调控石墨烯费米能级机理,研究了石墨烯太赫兹吸波器吸波性能调控方法和机制。采用仿真模拟和实验测试相结合的方式验证吸波器可调吸波性能。此外,研究了所提出吸波器在复杂曲面的吸波性能,吸波器峰值吸收率超过95%。

关键词： 石墨烯气凝胶   聚酰亚胺   多孔结构   电磁波吸收  

关键词： 应变传感器   宽拉伸范围   高灵敏度   CNT   rGO  

摘要： 近年来,柔性应变传感器随着科技的发展,在健康医疗、人体运动的检测以及智能传感等领域表现出非常大的应用潜力,引起越来越多研究人员的关注。然而,目前已报道的应变传感器大多存在高灵敏度与宽拉伸范围无法同时满足、制备工艺复杂等问题,这在非常大的程度上限制了柔性应变传感器的实际应用。因此,通过简单的方法来制备出能够同时满足高拉伸性与高灵敏度性能的应变传感器至关重要。本论文通过传感材料以及对传感层进行结构设计,制备了工艺流程简单且具有优异传感性能的柔性应变传感器,并研究了该传感器在人体运动方面的应用。主要的工作如下: (1)制备出基于CNT/r GO双导电网络结构的柔性应变传感器,利用逐层喷涂的方法,基于碳纳米管与石墨烯所构建的双导电网络和高弹性聚合物基体PDMS复合而成的具有高灵敏和大拉伸性的柔性应变传感器,其形式为三明治结构(即逐层喷涂的石墨烯与碳纳米管作为传感层嵌入至两层PDMS之间)。基于碳纳米管与石墨烯双导电网络的弹性体纳米复合材料的应变传感器表现出非常宽的拉伸范围(高达213%)和非常高的灵敏度(高达200.3),快速的响应时间(10%的应变下响应时间300 ms,300 ms恢复时间)以及出色的可靠性和稳定性(>10000次循环,在30%应变下)。基于石墨烯与碳纳米管通过逐层喷涂形成的双导电网络,为应变传感器在高灵敏度和大工作范围之间的优化提供了一种有效的方法,在人机交互、健康监测和人体运动方面具有巨大的潜在应用。 (2)制备出基于褶皱结构的CNT/r GO应变传感器,利用两步预拉伸-释放的方法,把CNT喷涂在未完全固化交联的PDMS薄膜上之后,进行第一次预拉伸,在PDMS/CNT上喷涂利用L-AA(抗坏血酸)还原后的GO,得到PDMS/CNT/r GO。然后进行第二次预拉伸,并在PDMS/CNT/r GO上喷涂完CNT后,缓慢释放,得到具备褶皱结构的CNT/r GO应变传感器。在拉伸过程中,由于堆叠的碳纳米管与还原氧化石墨烯之间会发生可逆滑动以及微裂纹的扩展和裂纹间距的增大,使柔性应变传感器的灵敏度得到了非常大的提高。同时,褶皱结构能够有效的提高拉伸性。因此,基于预拉伸得到的具有褶皱结构的柔性应变传感器显示出较宽的感应范围(达到340%)和高灵敏度(敏感系数GF=25.95)、杰出的稳定性(在60%应变下,超过10000次循环)和较快速的响应/恢复时间(150 ms/350 ms)。在人体运动检测中展示出了巨大的潜在应用价值。

关键词： 激光诱导石墨烯电极   金纳米粒子   葡萄糖   中性介质  

摘要： 糖尿病是一个世界性的公众健康问题,是导致伤残和死亡的重要原因之一,也是目前已知并发症最多的一种疾病,比如失明、中风和肾衰竭等。持续的血糖监测可以大大降低糖尿病诱发疾病的风险,使糖尿病患者能够维持健康的生活方式。因此,如何进行可靠的血糖监测成为一项很值得研究的问题。为此,基于荧光、紫外-可见吸收光谱、质谱和电化学等技术的各种检测方法已被应用于葡萄糖测定。其中,电化学方法由于具有低成本、快速响应等特点而受到越来越多的关注。石墨烯作为一种二维材料,因为具有诸多优异的物理和化学性质,比如比表面积大、导电性强和电子转移率高等,已经被广泛开发为各种电化学传感器的活性材料。本篇论文以聚酰亚胺（PI）薄膜为衬底,基于激光直写技术,快速制备了可以图案化的激光诱导石墨烯（LIG）电极。通过对LIG电极材料的进行修饰改性,构建了酶型和非酶型两种传感器用来检测葡萄糖,主要研究内容如下: （1）LIG酶型葡萄糖生物传感器的制备与葡萄糖检测: 通过激光诱导技术制备了了一种LIG电极,在最优条件下,得到的LIG电极具有优异的导电性和疏松多孔的结构。分别采用[Fe（CN）6]4-和[Ru（NH3）6]3+作为探针对LIG电极的性能进行测试,测得LIG电极的电化学活性表面积是其宏观面积的2倍以上。此外,[Fe（CN）6]4-和[Ru（NH3）6]3+在LIG电极上的异相电子转移速率分别为0.1973 cm/s、0.2871 cm/s,远高于文献报道的其他碳材料。用葡萄糖氧化酶（GOx）修饰LIG电极,所得GOx/LIG电极表现出了GOx的直接电子转移,可用于葡萄糖的直接检测。在弱酸缓冲溶液下,该传感器对葡萄糖检测的线性检范围为0.21-2.81 mM,且可以排除尿酸、抗坏血酸以及多种氨基酸的干扰。 （2）金纳米粒子修饰LIG电极的制备无酶葡萄糖传感器的制备与检测: 通过简单的电化学沉积制备的AuNPs/LIG电极实现了在中性缓冲溶液下对葡萄糖的高灵敏、高选择性检测。相较于LIG电极,AuNPs/LIG电极具有更高的电导率、更大的比表面积和更优异的电催化能力。其丰富的表面活性位点可有效富集并分解水分子,生成具有催化活性的吸附态Au（OH）ads。在中性缓冲溶液中,AuNPs/LIG电极可以催化葡萄糖的电化学氧化,在0.2 V条件下即可实现对葡萄糖的高灵敏检测。在最优条件下,电极的线性范围为0.04 mM-23.5 mM,线性相关系数R2为0.995,灵敏度为36.1uA·mM-1·cm-2。

关键词： 硫化氢气体   二硫化钼   石墨烯   栅极电压   异质结  

摘要： 硫化氢（H2S）是自然界中的一种有毒性气体,在工业生产和日常生活中广泛存在。H2S气体在250 ppm浓度时即能对人类的生命健康构成严重威胁,因此如何对H2S气体浓度进行准确的检测,是确保安全生产和日常生活安全的重要手段。目前常用的H2S气体的检测工具为金属氧化物气体传感器。然而,金属氧化物气体传感器的最佳工作温度在100℃～300℃之间,能耗高,限制了其在石油化工、易燃易爆等特殊场所的应用。因此开发在室温下工作的高性能H2S气体传感器有着急切的需求,对工业安全和日常生活方面具有重要的意义。 基于二硫化钼（MoS2）材料具有较高的比表面积、可控电子结构的能力、优异的化学稳定性等优势,本文研究以MoS2为基本材料制备场效应管式MoS2基气体传感器,实现了室温下的H2S气体检测。本文主要研究了MoS2基气体传感器的制备方法以及室温下对H2S气体的气敏性能和响应机理。实验研究表明制备的MoS2基气体传感器在室温下对15 ppm的H2S气体有81%的高响应值,同时传感器具有500 ppb的低检测限浓度和良好的重复性,解决了H2S气体传感器在室温条件下响应值低的问题。 栅极电压可以通过改变MoS2场效应管式气体传感器沟道材料中的载流子浓度影响电子和吸附氧之间的反应,进而影响H2S气体的反应。因此,本文通过研究对MoS2场效应管式气体传感器施加背栅极电压来改善气体传感器的性能。实验研究表明施加负栅极电压可以促进传感器对气体的吸附,响应值提高了约10%;施加正栅极电压气体传感器的恢复时间缩短了13%。基于此提出了一种新的施加栅极电压的方法,通过在响应时施加栅极电压,恢复时撤销栅极电压来提高气体传感器的性能,实验结果表明该方法气体传感器的响应值提高了10%,恢复时间缩短了25%。 异质结构可以形成内势场,提高电子的转移能力,从而促进气体与敏感材料的响应。基于此本文制备了石墨烯/MoS2异质结气体传感器。通过实验结果表明相比于MoS2基气体传感器,石墨烯/MoS2异质结气体传感器具有更好的气敏性能,其响应/恢复时间为219 s/247 s,同MoS2基气体传感器相比,传感器的响应/恢复时间分别缩短了33.6%和34%,且石墨烯/MoS2异质结气体传感器具有更好的气体选择性。 论文针对室温下检测H2S气体研究了MoS2基气体传感器、背栅式MoS2基气体传感器和石墨烯/MoS2异质结气体传感器。实验结果表明基于MoS2材料的气体传感器能够在室温条件下实现H2S气体高响应值的快速检测。