二维层状材料MoS2,由于其独特的电子结构和丰富的储量,成为了最有发展前景的半导体之一。因此低成本、规模化的制备纳米MoS2至关重要。本论文以天然辉钼矿为原料,采用优化的液相剥离方式,制备了不同形态的纳米MoS2。将所制备的纳米MoS2分散液修饰电极应用于析氢反应及耦合微生物燃料电池(MFC)处理含铬废水,探究了由矿物剥离制备的二维材料用于电催化和光电催化的可行性。主要研究内容如下:(1)以天然辉钼矿为剥离源,低沸点的异丙醇(IPA)为剥离剂,采用优化的超声液相剥离条件获得了几个分子层的MoS2纳米片分散液。辉钼矿中伴生的石英相SiO2在剥离过程中发挥了超微球磨作用,促进了矿物的剥离,获得了较高的产率,提高了矿物的利用率。(2)以N-甲基吡咯烷酮(NMP)剥离商品MoS2的产物为对照,对比研究不同溶剂IPA和NMP剥离矿物制备的纳米MoS2的析氢催化活性和作为MFC修饰阴极的光电催化性能。以NMP为溶剂剥离矿物和商品MoS2分别获得了纳米片/量子点和量子点。NMP的矿物剥离产物MoS2纳米片/量子点因包含大量的活性位点且分散性好于MoS2量子点具有较好的催化性能。负载量为50μg/cm2的纳米片/量子点具有与负载量为100μg/cm2的IPA剥离的纳米片相当的析氢性能,但NMP溶剂的影响不能忽略。同样,以MoS2纳米片/量子点修饰阴极的MFC光电协同对Cr(Ⅵ)还原降解性能最好,还原速率为2.01 g m-3 h-1。(3)以PVP水溶液剥离的矿物分散液为基础制备了MoS2/TiO2复合材料并进行了表征。以1 wt.;MoS2/TiO2修饰阴极的MFC在光照下最大输出功率为147.37 mW/m2,对Cr(Ⅵ)的还原速率达到2.49 g m-3 h-1,其光电催化性能明显高于单独纳米MoS2或TiO2的性能。MoS2纳米片作为助催化剂扩大了TiO2的光吸收范围,抑制了其光生电子和空穴的复合,降低MFC的电荷转移电阻,生物阳极与MoS2/TiO2光电阴极的协同作用增强了Cr(Ⅵ)的还原和生物电的产生。更多还原