水熱法合成納米單層二硫化鎢

超級電容器是一種性能介於電池與傳統電容器之間的新型、高效、實用的能量存儲裝置，具有充放電速度快、功率密度高、使用壽命長、使用溫度視窗寬、環境友好等優點，近年來，由於柔性的超級電容器獨特的優點，吸引了越來越多的關注。

隨著對超級電容器研究的深入，研究者們已深刻認識到要提高超級電容器的性能，關鍵在於尋找高性能的儲能電極材料。目前商用的電容器主要以碳材料為主，但是碳材料普遍存在電容量低的缺點。因此，近幾年很多科研重點都集中在具有較高理論容量的過渡金屬氧化物上。

二維（2D）過渡金屬硫化物（TMDs）因為有層狀結構和大的表面積，是很有前景的電容材料。納米單層二硫化鎢（WS₂）是典型的過渡族金屬硫化物,具有類似于石墨應烯的層狀結構, 值得注意的是，WS₂層間距（0.64nm）比石墨（0.34nm）大得多，可以確保正負離子的擴散路徑，可顯著提高電化學反應效率以及活性材料的利用率，進而提高其能量密度和功能密度，這種結構使得WS₂具有特殊的光﹑電﹑催化等性能,被廣泛用於催化﹑儲氫儲鋰等領域,WS₂不但具有較高的理論電容和合適的負電位工作區間，而且資源豐富，價格低廉，環境友好，因而是一種極具發展潛力的高性能負極材料。

在TMDC中，兩層硫元素原子層在中間夾著金屬原子層，是一個類似三明治S-M-S的結構。過渡金屬硫族化合物具有半導體的特徵以及非常明顯的各向異性。並且每一層都表現出二維材料的特徵。不過到目前位止，製備納米單層二硫化鎢（WS₂）的成本仍然很高，更多的製造方案仍停留於實驗室。

例如有學者提出一種水熱法合成納米單層二硫化鎢的方案，具體步驟包括:

（1）在燒杯中稱取0.5635g硫代乙醯胺，加入20毫升水，攪拌溶解,備用。

（2）稱取0.5950g六氯化鎢固體加入上述（1）的溶液中，繼續攪拌一小時置入25ml 的高溫反應釜中，加入清洗乾淨的(2cm×3cm)的商用碳布，在烘箱中反應12h，反應溫度為 250℃，取出。

其中，商用碳布先進行預處理，預處理操作為：

先用乙醇進行超聲清洗15min，然後用0.759g鎢酸鈉溶解於12ml的3M鹽酸後加入2ml 30%雙氧水攪拌至澄清作為種子液。將清洗過的商用碳布浸泡在上述種子液中，並在加熱板上採用350℃的溫度生長晶核。

（3）取出碳布,依次用去離子水,無水乙醇清洗,然後放入60℃的烘箱中，乾燥2小 時，得到納米單層二硫化鎢，其所顯示的晶型為片狀結構。

直接在柔性載體上合成了WS₂納米電極材料，不僅提高了電極材料的比表面積，從而有效的增加了超級電容器的負極的性能，可應用於柔性WS₂/MnO₂非對稱超級電容器組裝。

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