Page 54 - 《精细化工》2022年第7期
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·1340·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

            存在形式，就 MoS 2 而言，1T 相和 2H 相是其最常
            见的两种存在形式         [13-14] 。其中，1T-MoS 2 中 Mo 与 S
            原子呈八面体结构配位，表现出金属性质，2H-MoS 2
            则为三棱柱结构配位，表现出半导体性质（图 1）。
            从热力学角 度来看， 1T-MoS 2 是亚 稳定的，而
            2H-MoS 2 则是稳定的     [8,13,15-17] 。1T 相和 2H 相 MoS 2
            的结构差异是由 S、Mo 原子的空间排列引起的，并
            且两相之间可以通过 S 平面的横向位移和改变 Mo
            的 3d 轨道电子填充状态而相互转换             [15] 。由于 1T-MoS 2
            的亚稳定性，自然界中很难存在天然的 1T-MoS 2 ；
            与之相反，除了天然存在之外，一般实验室或工业
            条件下所制备的 MoS 2 几乎都是 2H 相。两相之间的
            结构差异导致了他们的物理化学性质差异极大，进
            而导致了两相在实际应用存在巨大差异。1T-MoS 2

            在光、电催化和能量储存等领域（如催化析 H 2 、电
                                                                       图 2  1T-MoS 2  常见合成方法及应用
            池、超级电容器和光学材料等领域）彰显出更优异
                                                               Fig. 2    Common synthetic methods  and applications of
            的性能，并且在催化析氢反应（HER）中，有可能                                   1T-MoS 2
            成为 Pt 等贵金属的替代材料           [18] ；1T-MoS 2 几乎在所
                                               [11]
            有研究 MoS 2 的领域都引起了广泛兴趣 （参见图 2                       1  2H-MoS 2 定向调控生成 1T-MoS 2 技术
            中 1T-MoS 2 的常见应用）。由于 1T-MoS 2 的结构特异
            性，形成条件更为苛刻，且实际需求量巨大，定向                                 由于 1T-MoS 2 的亚稳定性特性，其在自然界中
            调控生成 1T-MoS 2 成为亟需解决的难题。近年来，                       几乎没有，实验室条件下获得的 MoS 2 也多为 2H 相。
            许多学者尝试了不同的方法来调控 2H-MoS 2 定向生                       然而，越来越多的研究表明，1T-MoS 2 在许多领域
            成 1T-MoS 2 ，包括化学/电化学碱金属插入法              [19-24] 、  都有着独特的优势，表现出了巨大的应用潜力。到
            电子掺杂法      [25-26] 、元素掺杂法    [27-28] 、电子束照射        目前为止，几乎没有方法可以直接合成高纯度（质
            法  [29-30] 、等离子体诱导法    [15] 、压力诱导法    [31] 、CO 2   量分数 99.9%及以上）的 1T-MoS 2 。且在绝大多数
            诱导法    [32] 、胶体合成法   [33] 和水热合成法    [18,34] 等（参    合成 1T-MoS 2 的方法中，都是通过调控 2H-MoS 2 的
            见图 2 中 1T-MoS 2 的常见合成方法）。大量学者对                     S 层，使其发生横向移动或调控 Mo 的 3d 轨道电子
            1T-MoS 2 定向合成做出了努力。然而，鲜有文献对                        填充状态使其结构发生转变，从而将部分 2H-MoS 2
            以上方法进行综述报道，同时对这些方法所涉及调                             定向转变为 1T-MoS 2 。这个过程中涉及的主要调控
            控因素、优缺点和调控机理以及对 1T-MoS 2 的实际                       因素包括元素掺杂、温度控制、压力控制、气体分
                                                               子掺杂、施加外部能量诱导、应变力诱导和 S 空位
            应用等都缺乏较为全面的论述，即缺乏对 1T-MoS 2
            定向合成及应用的综述性文章。因此，本文对                               掺杂等。以下将从上述 2H-MoS 2 定向调控生成
            2H-MoS 2 定向调控制备 1T-MoS 2 的影响因素、方法                  1T-MoS 2 的调控因素及其所涉及的方法和机理进行
            及相关机理等问题进行了较为全面的总结，同时对                             阐述。
            1T-MoS 2 的实际应用进行了阐述，并对其在未来的                        1.1    元素掺杂实现 2H-MoS 2 向 1T-MoS 2 的定向转变
            应用前景进行了展望。                                             MoS 2 的 1T 相与 2H 相的产生，与 Mo 3d 轨道
                                                               电子填充状态有很大关系，根据 VOIRY 等                 [35] 的研
                                                               究，当 Mo 3d 轨道电子完全充满时，MoS 2 会表现出
                                                               半导体性质（2H-MoS 2 ），未填充满或半填充状态则
                                                               会表现出金属性质（1T-MoS 2 ）。而 MoS 2 的层状特
                                                               性使其层间可以插入有机分子、碱金属和过渡金属
                                                               原子等，并且在这些物质的插入过程中，其所带电
                                                               子可以转移到 MoS 2 的 Mo 3d 轨道，引起 Mo 的 3d
                                                               轨道电子填充状态发生改变，导致原本稳定的半导

                   图 1  1T-MoS 2 与 2H-MoS 2 的结构示意图             体相 MoS 2 （2H-MoS 2 ）不稳定，并可能转化为金属
              Fig. 1    Schematic structures of 1T-MoS 2  and 2H-MoS 2    相 1T-MoS 2 [20-21,27-28]  。 元素掺 杂实现 2H-MoS 2 向
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