[發明專利]一種表面活性劑調控MoS2/RGO納米復合材料形貌的方法

在審

• 申請號: 201710411619.5
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107140624A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 李長生;張帥;李劍鋒;陳林波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01G39/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉納米復合材料及形貌控制領域，具體的，是一種MoS₂/RGO納米復合材料的制備方法及形貌調控。

背景技術

近年來，過渡金屬硫族化物MX₂(M＝Mo，W，Nb等；X＝S，Se，Te)，由于其獨特的物理化學性質和新穎的結構，受到人們的廣泛關注和深入研究，這些物質被廣泛用作鋰離子電池電極、潤滑油添加劑、新型催化劑以及熱電材料等，其中，MoS₂作為過渡金屬硫族化物中的重要一員，由于其特殊的六方晶系層狀結構，而使其具有許多奇特的性質，在MoS₂的晶體結構中，S-Mo-S層內通過強的化學鍵結合，而層與層之間通過弱的范德華力相結合，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。具有納米結構的MoS₂在許多性能上得到了進一步提升，突出地表現在以下幾個方面：比表面積極大，吸附能力更強，反應活性高，催化性能尤其是催化氫化脫硫的性能更強，可用來制備特殊催化材料與貯氣材料；納米MoS₂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用前景；隨著MoS₂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。

石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構，它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene)，卷成一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube，CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite)，因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結構單元為有機材料中最穩定的苯六元環，是目前最理想的二維納米材料。石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。這種穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯具有極高導熱系數，近年來被提倡用于散熱等方面，在散熱片中嵌入石墨烯或數層石墨烯可使得其局部熱點溫度大幅下降。石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。

基于MoS₂和RGO的優良特性，MoS₂/RGO納米復合材料會展現出相對其單一材料更加全面、優異的性能。但是，由于納米層狀材料往往具有比較大的比表面積和表面能，導致互相之間很容易發生團聚和粘連從而影響MoS₂/RGO納米復合材料的各種性能。因此，本發明公開了一種通過表面活性劑CTAB來控制MoS₂/RGO納米復合材料形貌的制備方法，并在摩擦學、催化、鋰電等領域具有良好的發展前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種調控MoS₂/RGO納米復合材料形貌的制備方法，以提高及改善MoS₂/RGO納米復合物的綜合利用，其中RGO為還原氧化石墨烯。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種表面活性劑調控MoS₂/RGO納米復合材料形貌的方法，步驟如下：

步驟1、制備氧化石墨烯(GO)分散液，再向氧化石墨烯分散液中加入還原劑，制成混合液A；

步驟2、將鉬酸銨加入到混合液A中，混勻，得到混合液B；

步驟3、將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)加入到混合液B中，混勻，得到混合液C；

步驟4、將硫代乙酰胺溶液逐滴滴加到混合液C中，混勻，得到混合液D；

步驟5、將混合液D轉移至聚四氟乙烯為內襯的不銹鋼反應釜中進行水熱反應，反應完畢后，離心、洗滌固體產物，干燥，得到MoS₂/RGO納米復合材料。

步驟1中，所述氧化石墨烯分散液的濃度為1.12mg/mL，所述還原劑為水合肼。

步驟2中，所述鉬酸銨在混合液B中的濃度為11.25mg/mL。

步驟3中，所述十六烷基三甲基溴化銨在混合液C中的濃度為2.5～25mg/mL。

步驟4中，所述硫代乙酰胺溶液與所述混合液C的體積比為1：4，所述硫代乙酰胺溶液的濃度為50mg/mL。

步驟5中，所述水熱反應的溫度為180～220℃，時間為24h。

有益效果：