二硫化钼(MoS2)是一种**的层状过渡金属双卤代化合物材料,与纳米复合材料的合成和应用一起受到人们的关注。本文综述了用于传感器和生物传感器的各种MoS2纳米复合材料的合成。主要介绍自组装、水热反应、化学气相沉积、静电纺丝以及激光处理等制备二硫化钼纳米复合材料的方法。之后详细介绍了二硫化钼纳米复合材料制备的电化学传感器,并讨论了MoS2纳米复合材料的传感性能与纳米结构之间的关系。其次综述了电化学生物传感技术在水中成功检测藻类毒素的研究进展,比较和讨论了近年来用于藻毒素检测的电化学生物传感器文献,可知电化学生物传感器的发展为水源地藻类毒素的快速原位检测提供了新的手段。
二硫化钼纳米复合材料的合成及其传感应用:
—二硫化钼主要有三种结构(图一),有1T-MoS2,2H-MoS2和 3R-MoS2。不同的结构有不同的性能,比如2H型MoS2表现出半导电特性,而1T型MoS2表现出金属特性。MoS2的结构缺陷包括位点、晶界和边缘,使之在传感应用中起着重要的作用,从而对化学、电气和光学性能产生了深远的影响。Zhou等人研究了MoS2中的结构,并观察了MoS2纳米片的缺陷(图1c)。将二硫化钼纳米薄片剥落到单层或几层中,不仅保留了其体积特性,还引入了附加的约束效应特性,从而为各种传感器应用提供了机会。为了综合二硫化钼与其它材料的优点,将二硫化钼与层状材料、金属纳米粒子(NPs)等材料简单混合,研制出了二硫化钼复合材料。另一方面,二硫化钼纳米片也可以通过多种配体的修饰来实现纳米杂交。到目前为止,许多其他的纳米结构材料,如金属纳米粒子、金属化合物、碳质材料和聚合物,已经与二硫化钼纳米片结合,以实现增强锂的存储和电、催化和化学性能。
水热反应法和溶胶热法是制备纳米复合材料的重要合成方法。
水热法合成MoS2石墨烯纳米复合材料的方法:将(NH4)2MoS4、肼和氧化石墨烯(GO)在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中混合,发现在200℃的水热反应下,还原后的氧化石墨烯纳米片表面可以生成二硫化钼纳米片(图三)。由于L-半胱氨酸具有-NH2、-SH、-COO-等多官能团,L -半胱氨酸形成聚合网络结构,促进了二维MoS2纳米片和石墨烯复合材料的形成,因此L -半胱氨酸水热法已广泛应用于MoS2石墨烯纳米复合材料。CVD(化学气相沉积)是一种制备单层MoS2**的方法。虽然存在高温低产率的问题,但仍然是控制二硫化钼层数的**途径。此外,二硫化钼与石墨烯等其他二维材料的复合材料可以**地避免二维表面起皱和重新破碎。由于MoS2和石墨烯的相似性,它们的层结构可以通过CVD方法叠加在一起。Shi等人提出了一种用CVD成功制备MoS2石墨烯杂化结构的方法,以石墨烯为生长模板,施加400℃得到GO/MoS2(图四)。
用不同的制备方法合成MoS2复合材料(图五),自主装法有温和条件、简便操作、产率高和形态不一致的特点;水热法有产率高、易控制、均匀和不确定MoS2层数的特点;化学气相沉积有易控制、确定MoS2层数和低产率的特点;静电纺丝有高产率、条件温和、确定结构和高温的特点。可以基于MoS2的各种传感应用特点来选择制备的方法。
西安齐岳生物供应层状二硫化钼—石墨烯电极材料;AuNPs-MoS2纳米复合材料;氨基化二硫化钼的MoS2-NH2;活化脂化二硫化钼的MoS2-NHS;巯基化二硫化钼的MoS2-SH;马来酰亚胺化二硫化钼的MoS2-MAL;炔基修饰二硫化钼的MoS2-Alkyne;普鲁士蓝立方块/二硫化钼纳米复合材料;AuNPs-MoS2-rGO纳米复合材料;荧光二硫化钼纳米片;牛血清蛋白(BSA)修饰的叶酸(FA);硫辛酸修饰二硫化钼MoS2-LA;负载阿霉素的硫化钼纳米钼片层DOX-MoS2;功能化二硫化钼/聚酰胺复合材料PA-g-MoS2等。
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zzj 2021.4.1