[发明专利]一种金字塔型MoS2

说明书

本发明为一种金字塔型MoS₂杀菌材料的制备和应用方法。本发明制备的MoS₂金字塔结构结晶性好，这种结构的半导体材料带隙可调，能够利用可见光在溶液里生成强氧化性的活性基团，这些强氧化型的活性基团能够破坏大肠杆菌的细胞壁，从而可以将大肠杆菌杀死，具有高效的杀菌性能。本发明具有操作简单，可重复性好，制备成本低，人工操作安全，可推广到实际应用等特点。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，具体涉及一种制备金字塔型MoS₂杀菌材料的制备方法。

背景技术

自从石墨烯问世以来，与其结构类似的二维层状纳米材料在众多研究领域引起了更为广泛的关注。其中，过渡金属二维层状化合物表现出优异的光、电、力学和催化等性能。二维过渡金属二硫化物是一种层状材料，层与层之间通过范德华力相互作用，可通过剥离的方法得到单层。而MoS₂是已知二维半导体材料中光电性能最优秀的材料之一，在光电器件，生物传感，靶向药物，催化等领域有着广泛的应用前景。

MoS₂的热稳定性好，熔点1185℃，化学稳定性高，不溶于水、稀酸和浓硫酸以及王水。单层MoS₂是带隙为1.9eV的直接带隙半导体，随着层数的不断增加，带隙逐渐变小且变成间接带隙半导体，当增加至块材时，其带隙变为1.29eV。MoS₂作为典型的过渡金属层状化合物，其热稳定性和化学稳定性良好，常温常压下表现为浅灰色有光泽的粉末，因此它在光电器件，生物传感，靶向药物，催化等领域有着广泛的应用。目前制备MoS₂金字塔只有一种，也就是化学气相沉积法。化学气相沉积法对于制备MoS₂金字塔是一种有着独特的优势的制备方法，因为此法制备的MoS₂金字塔具有结晶性高，重复性好，而且工艺简单。目前还没有别的方法可以制备MoS₂金字塔，像微机械玻璃法、锂离子插层法、水热法、液相剥离法等方法都不能制备MoS₂金字塔结构。究其原因，MoS₂金字塔是一种三棱锥结构，而别的方法只能分离出单层、双层或是多层结构，这种结构多是平面结构或者是不均匀的柱体结构，很难分离甚至分离不出多层三棱椎体结构。目前也只有化学气相沉积的方法才能制备出大面积的均匀的MoS₂金字塔结构。在最近的几年文献报道里，MoS₂金字塔都是由化学气相沉积法制备。化学气相沉积法主要优点就是能够使原本在常温常压下不发生化学反应的物质在气相发生化学反应，生成新物质。然而，这种方法合成的纳米材料结构致命的缺点就是，生长条件太苛刻，载气流量，升温程序、管内压强和生长时间都会严重影响材料的形貌，进而影响材料的性能。通过调控升温程序、管内压强、载气流量以及生长时间，我们成功制备了MoS₂金字塔结构。首先升温程序直接决定了制备的成功与否，其次由于我们生长的是纳米材料，管内压强直接决定了晶体质量，再次，载气流量过大会导致产率偏低甚至到不到我们想要的结构，最后，生长时间直接影响MoS₂金字塔的形貌，生长时间短易长成单层或是少层结构，生长时间过长直接导致生长成膜，进而得不到所制备的结构。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种金字塔型MoS₂杀菌材料的制备和应用方法。该制备方法制备的MoS₂金字塔结构结晶性好，这种结构的半导体材料带隙可调，能够利用可见光在溶液里生成强氧化性的活性基团，这些强氧化型的活性基团能够破坏大肠杆菌的细胞壁，从而可以将大肠杆菌杀死，具有高效的杀菌性能。本发明经过大量研究，通过调整材料在管式炉中的生长温度以及气相反应的载气速率，得到的金字塔型MoS₂在可见光的条件下能够杀死大肠杆菌，具有操作简单，可重复性好，制备成本低，人工操作安全，可推广到实际应用等特点。

本发明的技术方案为：

一种金字塔型MoS₂的制备方法，包括以下步骤：