過(guò)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(guò)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(duì)半導(dǎo)體 002
1.1.2變價(jià)電對(duì) 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(guò)渡金屬二硫?qū)倩?007
1.1.7無(wú)處不在的硫?qū)倩?007
1.2過(guò)渡金屬化學(xué) 008
1.2.1價(jià)鍵理論 009
1.2.2晶體場(chǎng)理論 011
1.2.3配位場(chǎng)理論 012
1.2.4能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算 013
1.3塊體過(guò)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(guò)渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu) 017
1.4.1單金屬過(guò)渡金屬硫?qū)倩?017
1.4.2摻雜過(guò)渡金屬硫?qū)倩?020
1.4.3多金屬過(guò)渡金屬硫化物 022
1.5二維過(guò)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(guò)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(guò)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(xiàn) 040
第2章過(guò)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(zhǎng)法 067
參考文獻(xiàn) 070
第3章二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩?75
3.1二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩锏慕Y(jié)構(gòu) 075
3.1.1二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩锏木w結(jié)構(gòu) 075
3.1.2二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩锏碾娮咏Y(jié)構(gòu) 076
3.2二維過(guò)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(guò)渡金屬硫?qū)倩锏暮铣煞椒?083
3.3.1機(jī)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(xiàn) 089
第4章過(guò)渡金屬硫化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成094
4.1過(guò)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(guò)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(jī)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(guò)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(guò)渡金屬硫化物/碳化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 116
4.4.1過(guò)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(guò)渡金屬硫化物/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 123
4.4.4過(guò)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(guò)渡金屬硫化物/氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成 127
4.5.1過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(xiàn) 145
第二部分應(yīng)用篇
第5章過(guò)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(jī)理 154
5.1.1HER的反應(yīng)機(jī)理 154
5.1.2OER的反應(yīng)機(jī)理 155
5.1.3HER和OER的關(guān)鍵參數(shù) 156
5.2過(guò)渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 157
5.2.1二維過(guò)渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 157
5.2.2一維過(guò)渡金屬硫化物在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用 164
5.3過(guò)渡金屬硫化物在析氧反應(yīng)中的應(yīng)用 170
5.3.1過(guò)渡金屬硫化物作為OER電催化劑的功能化 172
5.3.2利用過(guò)渡金屬硫化物的自氧化作用開(kāi)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(guò)渡金屬硫化物的活化 178
5.4.4稀土提升過(guò)渡金屬硫化物電催化性能 179
參考文獻(xiàn) 182
第6章過(guò)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(jìn)展 194
6.2二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩?195
6.2.1二維過(guò)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(guò)渡金屬硫?qū)倩锏膽?yīng)用 202
6.2.4對(duì)于光催化的理論指導(dǎo) 204
6.3納米纖維過(guò)渡金屬硫?qū)倩?212
6.3.1納米纖維過(guò)渡金屬硫?qū)倩锏暮铣?212
6.3.2獨(dú)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(xiàn) 225
第7章過(guò)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(lèi)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(lèi)與工作原理 238
7.2.2金屬-空氣電池電極材料的設(shè)計(jì) 240
7.2.3過(guò)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(lèi)與工作原理 243
7.3.2過(guò)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(guò)渡金屬硫?qū)倩镌趬A性燃料電池中的應(yīng)用 249
7.4太陽(yáng)能電池 250
7.4.1太陽(yáng)能電池的分類(lèi)與工作原理 250
7.4.2鎘基硫?qū)倩镌谔?yáng)能電池中的應(yīng)用 252
7.4.3銅基硫?qū)倩镌谔?yáng)能電池中的應(yīng)用 254
7.4.4鋅基硫化物在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用 257
參考文獻(xiàn) 258
第8章過(guò)渡金屬硫?qū)倩锏钠渌麘?yīng)用262
8.1過(guò)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(guò)渡金屬硫?qū)倩镌谌嵝跃w管中的應(yīng)用 268
8.1.4過(guò)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(guò)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(guò)渡金屬二硫?qū)倩镌O(shè)計(jì) 原則 279
8.2.3過(guò)渡金屬二硫?qū)倩锏谋砻婀δ芑?280
8.2.4過(guò)渡金屬二硫?qū)倩镌谏锍上裰械膽?yīng)用 285
8.2.5過(guò)渡金屬二硫?qū)倩镌诠鉄嶂委熤械膽?yīng)用 288
8.2.6過(guò)渡金屬二硫?qū)倩镌谏飩鞲衅髦械膽?yīng)用 290
參考文獻(xiàn) 292