第一作者：饶宇建、任元
通讯作者：任元、陶立
通讯单位：东南大学 材料科学与工程学院
成果介绍
构建过渡金属硫化物/氧化物（TMDs/TMO）异质结构是通过能带耦合和载流子迁移增强其功能特性的有效策略。此外，在TMD/TMO中引入介孔结构可以显著提高其孔隙率和比表面积，从而提高其在化学传感、能量存储/转换和催化方面的性能。然而，实现具有可调组成和丰富异质界面的介孔TMD/TMO（mTMD/TMO）异质结构的直接简单合成仍然是一个挑战。基于此，东南大学任元副研究员和陶立教授（共同通讯作者）提出了一种一锅法三元共组装方法来合成mTMD/TMOs异质结构。我们的方法利用两亲性嵌段共聚物PEO-b-PS作为结构导向剂，并使用具有多金属氧酸盐（POM）团簇和硫代金属酸铵（(NH4)2MoS4/(NH4)2WS4）作为双无机前驱体。通过溶剂蒸发诱导自组装（EISA）和热处理，我们成功制备了介孔WS2/WO3、WS2/MoO3、MoS2/WO3和MoS2/MoO3，它们具有精确可调的TMDs/TMO比率、高度的晶体骨架和丰富的异质界面。作为概念验证，基于介孔WS2/WO3异质结构的化学电阻气体传感器表现出卓越的室温NO2传感性能，超过了其单组分对应物（介孔WS2或WO3）。这种增强源于异质结构和介孔结构的协同效应，它们在相互连接的介孔内产生了丰富的气体吸附位点和有效的分子扩散。
图文导读
图 1. 一步三元共组装方法合成介孔过渡金属硫化物/氧化物异质结构的示意图。
图 2. 介孔TMD/TMO的电子显微镜表征。
图 3. 介孔WS2/WO3的结构表征
图 4. 三元共组装方法的普适性。
图 5. mWS2/WO3在室温下的气敏性能。
图6. 异质结增强的气敏机理研究。
本项目受到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项、东南大学“至善青年学者”支持计划、东南大学“学科交叉青年特支计划”的资助。
文章链接：Small Methods 2025, e00978.
