WS2與WSe2區別

作爲低維度過渡金屬鎢化合物的典型代表,WS2(二硫化鎢)和WSe2(二硒化鎢)都是具有與石墨烯層狀結構相類似的粉末材料。由于結構决定性質,所以它們在性能和用途方面有很多的相同點,不過也有很多不同點。下面主要介紹的是二者的區別。

(1)定義方面

二硫化鎢是鎢和硫組成的化合物,英文爲Tungsten disulfide。

二硒化鎢是鎢和硒組成的化合物,英文爲Tungsten diselenide。

注意:硫和硒是同一主族的元素。

WS2與WSe2區別圖片

(2)結構方面

二硫化鎢的結構爲三明治形狀,是由S-W-S單元層堆垛而成的,其單元層由一層鎢原子和上下兩層硫原子層通過共價鍵連接而成,而層與層之間是以范德華力相結合。

二硒化鎢的晶體結構爲六角形,即每個W原子都會和六個Se原子以三棱鏡的配位方式鍵結,每個Se原子則以角錐狀的組態和三個W原子鍵結,而層與層之間是以范德華力相結合。

(3)性質方面

二硫化鎢的狀態爲黑灰色粉末,密度7.6g/cm3,難溶于水,不溶于除濃硝酸與氫氟酸混合液以外的無機酸,溶于熔融碱,不溶于醇。而化學穩定性一般,即在氧化性較强的環境下,其會轉化成更高價態的鎢化合物;在還原性較强的環境下,其易轉化成鎢單質。此外,它還有良好的潤滑性、耐腐蝕性和儲荷性能等特點。

二硒化鎢的狀態爲黑灰色粉末,密度爲9.32g/cm3,具有優异的保溫性能、光學和電學等特點。

WS2與WSe2區別圖片

(4)生産工藝方面

二硫化鎢納米片的製備方法主要包括自上而下的剝離法(液相剝離和鋰離子插層剝離)和自下而上的合成法(化學氣相沉積法和水熱法)。其中液相剝離法是將原料粉末分散在含有表面活性劑的溶液中,通過超聲剝離、離心、過濾和清洗等步驟,即可獲得産物;鋰離子插層法是利用含鋰溶劑嵌入到層狀納米材料中形成中間化合物,然後超聲,最終得到産物;化學氣相沉積法是將鎢和硫都以氣體的形式進行反應生成産物;水熱合成法采用鎢酸鈉和六氯化鎢爲鎢源,以硫脲和硫化鈉爲硫源,再經過一系列的處理即可獲得産物。 

二硒化鎢納米片的製備方法:以WSe2粉末爲生長源,同時向藍寶石襯底中通入氬氣進行氣相沉積,最後冷却至室溫即可獲得産物。

(5)用途方面

WS2與WSe2都可以作爲固體潤滑劑、鋰離子電池負極材料和太陽能電池電極材料的添加劑。

 

 

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