WS2納米材料的IF-WS2和NT-WS2形態及其製備

WS₂納米材料的形式包括納米片、IF-WS₂和NT-WS₂，以及其他。化學氣固反應是合成IF-WS2納米粒子和納米管的最著名和成熟的方法。Tenne等人最初使用WO₃薄膜和H₂S在850℃的還原氣氛（95% N₂+5% H₂）中合成了IF-WS₂納米顆粒和納米管。但這種方法只能合成少量的產品。

Feldman等人用商業WO₃粉末代替了WO₃薄膜，並對反應器進行了一些改進，合成了相當數量（每次50毫克）的產品。2000年，他們用同樣的反應材料設計了一個流化床反應器，實現了IF WS₂納米顆粒和納米管的連續製備。

為了在合成過程中通過改變工藝參數來控制IF WS₂納米顆粒和納米管的結構，Margolin等人通過氣固反應合成了IF WS₂納米顆粒和NT-WS₂，然後研究其生長機制。

H₂S具有很強的毒性、腐蝕性、易燃性和爆炸性而聞名，因此Wiesel等人用相應的金屬氧化物的納米粉末、硫磺作為固體前體，用NaBH₄或LiAlH₄作為釋氫劑合成了IF-WS₂。產品是通過傳統的爐子加熱到約900℃或通過高濃度白光在更高溫度下的光熱消融獲得的。

此外，還採用了其他方法來製備IF-WS₂或NT-WS₂，如熱分解、範本化和化學氣相傳輸。除了上述三種（納米片、IF WS₂和NT WS₂）形態外，WS₂納米材料還具有其他形態類型，如納米球（nanospheres）、納米絲（nanowires）、納米棒（nanorods）和納米花（nanoflowers）。

這些特殊形態的WS₂由於其多孔結構和增加的比表面積，也有潛在的應用。通過調整反應條件，通常考慮用溶熱法製備具有不同形態的WS₂。

研究人員使用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為表面活性劑，製備了低維的WS₂（納米球、納米線和納米棒）。結果表明，CTAB的濃度對WS₂的形態有很大影響。由於活性劑分子可以在溶液中聚集形成膠束、微乳、液晶和囊泡的現象，許多有序的微結構顯示出納米範圍。

這些有序的微結構可以為化學反應提供一個特殊的微環境。它們可以作為微反應器或範本用於各種納米材料的合成。根據水溶液的不同濃度，表面活性劑表現出不同的聚集形式，導致隨後形成具有不同形態的WS₂。此外，三維納米花狀的WS₂也可以通過溶熱法合成。

文章來源：Sun, CB., Zhong, YW., Fu, WJ. et al. 二硫化鎢納米材料用於能源轉換和儲存。Tungsten 2，109-133（2020）。

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