徐翔 张莹 闫庆 刘晶晶王骏 徐新龙 华灯鑫‡

1) (西安理工大学, 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048)

2) (西安理工大学, 陕西省机械制造装备重点实验室, 西安 710048)

3) (西北大学, 光子学与光子技术研究所, 西安 710069)

能源及污染是新时代所面临的重要难题, 光催化技术可通过电解水产氢以及降解有机物污染物, 在一定程度上解决此问题.而制备光催化活性较好、光生载流子分离效率高的光催化剂是这项技术的关键.本文采用液相剥离法结合电泳沉积法制备得到具有不同堆垛结构的二硫化铼-石墨烯(ReS2-Gra, ReS2 在上)与石墨烯-二硫化铼(Gra-ReS2, 石墨烯在上)范德瓦耳斯异质结薄膜, 并对其进行了光谱学表征.将上述异质结作为光电极材料, 应用在光电化学反应中, 发现: 1) 不同的堆垛结构, 将影响异质结材料的光电化学特性, 即在相同条件下, 与ReS2-Gra 光电极相比, Gra-ReS2 光电极的光电流增大了54%; 2) 异质结的构建, 使得光电极材料的光电化学特性得到显著增强, 得到了更大且响应更迅速的光电流, 即Gra-ReS2 光电极(2.47 µA)的光电流响应是纯ReS2 光电极(1.16 µA)的2 倍.本工作为范德瓦耳斯异质结的制备提出新思路的同时, 也为太阳能转换器件的研究打下了理论基础.

1 引 言

近年来, 二维纳米材料因其有别于传统材料的独特结构及优异性质而广受关注.二维材料层内由共价键或离子键相结合, 而层间由范德瓦耳斯力结合.因此, 两种二维材料可通过范德瓦耳斯力作用形成范德瓦耳斯异质结[1,2], 这种异质结又……