[發(fā)明專利]一種油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510747855.5
• 申請(qǐng)日: 2015-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105271417B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晟卯;蔣正權(quán);張玉娟;張平余;張治軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G41/00
• 分類號(hào): C01G41/00;B82Y30/00
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙)41104
• 代理人: 劉建芳,楊海霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型功能納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法。

背景技術(shù)

二硫化鎢納米微粒在潤(rùn)滑材料、催化劑等領(lǐng)域具有廣泛的用途。目前其制備主要是以通過(guò)焙燒熱分解四硫代鎢酸銨來(lái)制備二硫化鎢納米微粒（Chem.Mater.,2011,23(17),pp3879–3885、AdvancedMaterials,200113(4),pp283–286、ChemicalCommunications,2003(8):980-981.）。這種制備方法的主要缺點(diǎn)是熱解中間體四硫代鎢酸銨的過(guò)程中生成無(wú)色、劇毒、酸性硫化氫氣體，不僅對(duì)操作人員造成危害，而且還對(duì)環(huán)境造成極大的污染。另一個(gè)制約納米微粒應(yīng)用的技術(shù)瓶頸是其分散性，這是由于納米微粒表面能高，易團(tuán)聚、難以在液體介質(zhì)中分散，從而制約了其大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便安全、適合規(guī)模化生產(chǎn)的油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法，制得的二硫化鎢納米微粒純度高、在有機(jī)溶劑中具有良好的分散性、穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法，其以二硫代鎢酸銨為單源前驅(qū)體，在表面修飾劑存在條件下于180－400℃恒溫反應(yīng)30分鐘以上獲得；其中，表面修飾劑為碳原子數(shù)在6～40之間的直鏈、或支鏈脂肪酸或脂肪胺中的至少一種。

單源前驅(qū)體二硫代鎢酸銨和表面修飾劑有一定的添加范圍，否則制備不出二硫化鎢或者制備出來(lái)的二硫化鎢難以分散。具體的，二硫代鎢酸銨與表面修飾劑的添加比例為1g：3－50g。

所涉及的合成工藝如下所示：

所涉及的化學(xué)方程式如下所示：

本發(fā)明方法以二硫代鎢酸銨為單源前驅(qū)體同時(shí)提供鎢源和硫源，在表面修飾劑存在條件下加熱分解二硫代鎢酸銨即得到所述的油溶性二硫化鎢納米微粒。在反應(yīng)體系中不引入任何需要除去的陰離子，反應(yīng)副產(chǎn)物僅為氧氣、氨氣和水蒸汽，可輕易除去，極大地降低了制備成本。相較于現(xiàn)有的普遍采用高溫?zé)峤馑牧虼u酸銨的制備方法，避免了劇毒硫化氫氣體的放出，提供了制備油溶性二硫化鎢納米微粒的一種新思路。

本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便安全、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)易得、成本低，產(chǎn)率高等特點(diǎn)，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。所制備出的二硫化鎢納米微粒粒徑均一，具有良好的油溶性，在潤(rùn)滑油納米添加劑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的XRD圖；

圖2為實(shí)施例1制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的XPS圖；

圖3為實(shí)施例1制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的TEM圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

實(shí)施例1

一種油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法，具體為：

在500ml燒瓶中加入4g二硫代鎢酸銨，20g油胺，10g十八烯，將上述混合液加熱到360℃，恒溫反應(yīng)1h。然后用乙醇和正己烷離心洗滌產(chǎn)物，得到的黑色固體即為目標(biāo)產(chǎn)物油溶性二硫化鎢納米微粒。

制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的XRD圖見(jiàn)圖1。圖中，32.765°，49.687°，58.424°處的衍射峰與二硫化鎢的標(biāo)準(zhǔn)卡片相完全一致（JCPDF卡片號(hào)，08-0237），分別對(duì)應(yīng)二硫代鎢酸銨的特征衍射晶面（100），（105），（110）。說(shuō)明所制備的二硫化鎢成功的制備，且為二維片層結(jié)構(gòu)。

制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的XPS圖見(jiàn)圖2。圖中W4f5/2和W4f7/2分別對(duì)應(yīng)為二硫化鎢，同時(shí)S2p3/2的峰位同樣證明了二硫化鎢的成功制備，和圖1所證明的結(jié)論一致。說(shuō)明通過(guò)二硫代鎢酸銨的熱解可以成功制備出二硫化鎢，且產(chǎn)品純度較高，無(wú)任何雜質(zhì)的出現(xiàn)。

制得的油溶性二硫化鎢納米微粒的透射電子顯微鏡圖見(jiàn)圖3。由圖3可以看出，所制備的二硫化鎢納米微粒粒徑均勻，平均粒徑約為16nm。高分辨圖像表明所合成的樣品結(jié)晶良好且為片層結(jié)構(gòu)。在聚α烯烴6基礎(chǔ)油和酯類油癸二酸二異辛酯中，分別配置油溶性WS₂納米微粒添加濃度3.0wt%的溶液，靜置2個(gè)月未見(jiàn)沉淀析出。

實(shí)施例2

一種油溶性二硫化鎢納米微粒的制備方法，具體為：