[發(fā)明專利]一種超薄WS2納米材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710411616.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107140689A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李長(zhǎng)生;張帥;陳林波;李劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G41/00
• 分類號(hào): C01G41/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉納米材料制備領(lǐng)域，是一種超薄WS₂納米材料的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，過渡金屬硫族化物MX₂(M＝Mo，W，Nb等；X＝S，Se，Te)，由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和新穎的結(jié)構(gòu)，受到人們的廣泛關(guān)注和深入研究，這些物質(zhì)被廣泛用作鋰離子電池電極、潤(rùn)滑油添加劑、新型催化劑以及熱電材料等，其中，WS₂作為過渡金屬硫族化物中的重要一員，由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)，而使其具有許多奇特的性質(zhì)，在WS₂的晶體結(jié)構(gòu)中，S-W-S層內(nèi)通過強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合，而層與層之間通過弱的范德華力相結(jié)合，層與層很容易剝離，具有良好的各向異性及較低的摩擦系數(shù)。具有納米結(jié)構(gòu)的WS₂在許多性能上得到了進(jìn)一步提升，突出地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：比表面積極大，吸附能力更強(qiáng)，反應(yīng)活性高，催化性能尤其是催化氫化脫硫的性能更強(qiáng)，可用來制備特殊催化材料與貯氣材料；納米WS₂薄層的能帶差接近1.78eV，與光的能量相匹配，在光電池材料上有應(yīng)用前景；隨著WS₂的粒徑變小，它在摩擦材料表面的附著性與覆蓋程度都明顯提高，抗磨、減摩性能也得到成倍提高。

WS₂具有很低的摩擦系數(shù)(0.03)，較高的抗極壓性能和抗氧化性能(空氣中450℃開始分解，650℃完全分解，真空中1100℃開始分解，2000℃完全分解)。適用于高溫、高壓、高真空、高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、高輻射、強(qiáng)腐蝕、超低溫等各種苛刻條件下的潤(rùn)滑。同時(shí)，WS₂對(duì)金屬表面有很好的吸附能力。可以添加在工程塑料中做成潤(rùn)滑原件或與某些揮發(fā)性溶劑混合均勻后、噴涂于金屬表面，在沖鍛中用以提高模具的壽命和工件表面的光潔度。二硫化鎢粉劑也可與油類、脂類配成二硫化鎢油劑、二硫化鎢油膏、二硫化鎢蠟及其他固體潤(rùn)滑塊與潤(rùn)滑膜。

基于WS₂的特性，超薄WS₂納米材料表現(xiàn)出比工業(yè)WS₂優(yōu)良的特性，在各方面的表現(xiàn)更加穩(wěn)定。因此，本發(fā)明公開了一種超薄WS₂納米材料的制備方法，并在摩擦學(xué)、催化、鋰電等領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超薄WS₂納米材料的制備方法，以提高及綜合利用工業(yè)WS₂的電學(xué)、熱學(xué)、催化和摩擦學(xué)等性能以及擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種超薄WS₂納米材料的制備方法，步驟如下：

步驟1、將WS₂粉末置于行星式球磨機(jī)的球磨罐內(nèi)，加入無水乙醇作為濕磨輔助劑，通入惰性氣體作為保護(hù)氣，設(shè)置轉(zhuǎn)速和球磨時(shí)間進(jìn)行球磨，將球磨后的樣品進(jìn)行干燥回收得到超細(xì)的WS₂納米粉末；

步驟2、將步驟1中制得的超細(xì)的WS₂納米粉末置于無水乙醇中制得懸濁液，將該懸濁液進(jìn)行超聲分散處理，最后將超聲后的WS₂進(jìn)行干燥處理，經(jīng)過研磨后得到超薄WS₂納米材料。

步驟1中，所述惰性氣體為高純氬氣。

步驟1中，所述轉(zhuǎn)速為200r/min，球磨時(shí)間為48h。

步驟2中，所述超聲分散處理的時(shí)間為12h，干燥處理的時(shí)間為4h。

有益效果：

本發(fā)明的合成方法具有反應(yīng)條件溫和，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高且重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)，所制備的超薄WS₂納米材料可應(yīng)用于潤(rùn)滑油添加劑、光電材料、儲(chǔ)氫、光催化等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為制備的超薄WS₂納米材料的XRD圖。

圖2為制備的超薄WS₂納米材料的TEM圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1

(1)超細(xì)WS₂納米材料的制備：將40g工業(yè)WS₂粉末置于行星式球磨機(jī)球磨罐內(nèi)，加入無水乙醇作為濕磨輔助劑，通入高純氬氣作為保護(hù)氣，設(shè)置200r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨48h，將球磨后的樣品進(jìn)行干燥回收得到超細(xì)的WS₂納米粉末。