[發明專利]二維二硫化鉬納米材料的液相剝離方法、二硫化鉬分散方法及應用

有效

• 申請號: 201610311073.1
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN107364890B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 趙海超;崔明君;邱詩惠;王立平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01G39/06
• 分類號: C01G39/06
• 代理公司: 32256 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種二維二硫化鉬(MoS₂)納米材料的液相剝離方法、MoS₂分散方法及應用。所述二硫化鉬分散劑包括能夠通過物理作用與二硫化鉬結合而使二硫化鉬穩定分散于常規溶劑等分散介質內的聚苯胺類導電高分子。本發明利用成本低廉的聚苯胺類導電高分子作為二硫化鉬分散劑，并將該分散劑與二硫化鉬在分散介質中簡單混合，通過兩者之間的物理相互作用，即可通過簡單的液相剝離方法獲得二硫化鉬二維納米片，其無損于二硫化鉬的物理結構和化學性能，操作過程簡單，利于大規模實施，且剝離的二硫化鉬二維納米片在半導體、能源、耐磨潤滑涂料、復合材料等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明特別涉及一類二硫化鉬分散劑、通過物理方法制備二硫化鉬分散體以及可再分散二硫化鉬粉體的方法。

背景技術

二硫化鉬是一種層狀半導體材料，在潤滑、離子交換、吸附、傳導、分離和催化等諸多領域具有廣闊的應用前景。但二硫化鉬屬片層之間是以較弱的范德華力結合，在外界影響下，易發生蜷曲和團聚，致使常規溶劑中的分散有限，這就很大程度上限制了其應用。為獲得二硫化鉬的二維納米材料，業界提出了諸多方案。例如，有研究人員通過在含有氧化劑的混合溶劑中攪拌或超聲處理，二硫化鉬可在有機溶劑中剝離并形成二硫化鉬納米片。例如，還有研究人員通過將兩親性表面活性劑溶解于有機溶劑中，水浴超聲0.5～2小時，得到混合溶液；然后將二硫化鉬粉體加入到混合溶液中,超聲、離心、去除上清液，收集沉淀，干燥，得到固體物，即剝離后的二維層狀納米材料。又例如，有研究人員通過在MoS₂層間插入鋰，并通過超聲實現了MoS₂片層在水中的穩定分散，但是該過程復雜且限制了其應用。再例如，有研究人員報導了在一定配比的乙醇和水混合溶劑中可實現MoS₂的剝離，但是分散濃度很低，僅為0.018mg/mL。還有研究人員通過N-甲基吡咯烷酮的輔助研磨及聲波降解作用，通過改變研磨時間以及研磨-聲波降解時間實現了二硫化鉬在水溶液中的穩定分散。但前述的現有二硫化鉬二維納米片制備方法普遍存在操作難度大，難以規模化實施等缺陷，而且所獲二硫化鉬二維納米片產品質量不穩定。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種二硫化鉬分散劑、二硫化鉬分散體、其制備方法及應用，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一類二硫化鉬分散劑，其包括聚苯胺類導電高分子，且所述聚苯胺類導電高分子能夠通過物理作用與二硫化鉬結合而使二硫化鉬穩定分散于分散介質內。

進一步的，所述聚苯胺類導電高分子包括本征態聚苯胺、摻雜態聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一種或兩種以上的組合。

本發明實施例還提供了一類二硫化鉬與聚苯胺類導電高分子的復合物，所述聚苯胺類導電高分子包括本征態聚苯胺、摻雜態聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一種或兩種以上的組合。

本發明實施例還提供了一類聚苯胺類導電高分子作為二硫化鉬分散劑的用途，所述聚苯胺類導電高分子包括本征態聚苯胺、摻雜態聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一種或兩種以上的組合。

本發明實施例還提供了一種液相剝離制備二維二硫化鉬納米材料的方法，其包括：將聚苯胺類導電高分子與二硫化鉬粉體在水和/或有機溶劑等分散介質中充分混合，形成二維二硫化鉬納米材料的穩定分散液。

本發明實施例還提供了一類二硫化鉬分散體，其包含：分散介質；以及，分散于所述分散介質中的、如前所述的任一種復合物。

本發明實施例還提供了一種二硫化鉬分散體的制備方法，其包括：將二硫化鉬及所述聚苯胺類導電高分子于分散介質中均勻混合形成穩定分散體。