[發明專利]一種單層或少層二硫化鎢納米片的制備方法

在審

• 申請號: 201710105545.2
• 申請日: 2017-02-26
• 公開（公告）號: CN106745272A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孫劍輝;駱圣達;董淑英;王倩文;禹崇菲;張方圓;楊鵬艷;張迪
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司41107
• 代理人: 于兆惠

技術領域

本發明屬于可見光催化材料的合成技術領域，具體涉及一種單層或少層二硫化鎢納米片的制備方法。

背景技術

石墨烯-碳的二位納米結構，由于其獨特的結構和物理性能在過去幾年內激發了科研工作者極大的興趣。同時，作為石墨烯類似物，一些具有原子級厚度的二維納米結構無機化合物，如過渡金屬硫化物（TMDCs，包括MoS₂、WS₂、TiS₂等），過渡金屬氧化物（TMOs，包括MoO₃、WO₃等）和六硼氮化物（h-BN）在科學和技術領域已經引起了相當大的關注。這些二維結構呈現出獨特的物理和化學性能以及在光電子學和光子學中的應用已經得到了證實。在這些材料中，塊狀WS₂由于窄的間接帶隙限制了其在光電子中的應用，而二維WS₂納米片能使其性質發生巨大變化從而具有一系列潛在的應用價值。據報道證實二維WS₂納米片可以通過不同的方法獲得，而科爾曼和他的同事報道的液相剝離法被認為是大規模生產單層或少層WS₂納米片最有效的方法。目前制約其發展有兩大因素-低產率和對溶劑的高依懶性。N-甲基吡咯烷酮和其它吡咯烷酮基溶劑是最適合剝離WS₂的溶劑，然而這些吡咯烷酮基溶劑一般有毒、沸點高，在工業上容易構成重大的環境風險。盡管科研工作者在低沸點極性小分子溶劑中剝離WS₂也做了許多努力，但是效果并不理想。由于塊狀材料與極性小分子溶劑（水、乙醇、甲醇等）表面張力的不匹配，產生的空化氣泡只能出現在晶體的邊緣不足以克服晶體層間的范德華力。因此，克服這些缺點實現塊狀WS₂在極性小分子溶劑（水、乙醇等）中的有效剝離是一種極大的興趣和挑戰。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種操作簡單且環境友好的單層或少層二硫化鎢納米片的制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種單層或少層二硫化鎢納米片的制備方法，其特征在于具體步驟為：將WS₂粉體溶于乙醇與去離子水的混合溶液中，使WS₂的濃度為8mg/mL，超聲輔助剝離8h，再經過離心30min去除未剝離的沉淀物后得到單層或少層WS₂納米片懸浮液。

進一步優選，所述的乙醇與去離子水的混合溶液中乙醇與去離子水的體積比為7:3。

本發明工藝操作簡單，反應條件溫和，所用試劑綠色環保。

附圖說明

圖1是本發明實施例4制得的單層或少層的WS₂納米片的TEM圖譜。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

配制乙醇與去離子水（體積比為1:9）的混合溶液A，稱取適量WS₂粉體置于溶液A中使WS₂的濃度為8mg/mL，所得溶液記為溶液B；對溶液B進行超聲輔助剝離8h；再將得到的懸浮液置于離心機中，在2000g的離心力中去除未剝離的沉淀物后得到單層或少層WS₂納米片懸浮液。

實施例2

配制乙醇與去離子水（體積比為3:7）的混合溶液A，稱取適量WS₂粉體置于溶液A中使WS₂的濃度為8mg/mL，所得溶液記為溶液B；對溶液B進行超聲輔助剝離8h；再將得到的懸浮液置于離心機中，在2000g的離心力中去除未剝離的沉淀物后得到單層或少層WS₂納米片懸浮液。

實施例3

配制乙醇與去離子水（體積比為5:5）的混合溶液A，稱取適量WS₂粉體置于溶液A中使WS₂的濃度為8mg/mL，所得溶液記為溶液B；對溶液B進行超聲輔助剝離8h；再將得到的懸浮液置于離心機中，在2000g的離心力中去除未剝離的沉淀物后得到單層或少層WS₂納米片懸浮液。

實施例4