WS2複合材料

為了改善WS₂的電氣和催化性能，用具有良好導電性的其他材料來合成WS₂複合材料是一種頗具前途的方法。複合材料是指一種材料為基體，另一種材料作為增強劑的材料。各種材料在性能上相互補充，產生協同效應，從而使整體性能優於原來的材料。

在最近的研究中，人們最關注的是通過各種合成方法將納米WS₂納入導電碳質基體，包括石墨烯、碳納米管和非晶碳。在合成方面，水熱法是最常用的方法，因為其步驟簡單。

2D碳材料被發現具有高導電性和良好的靈活性。因此，構建高導電性的二維碳質納米片和WS₂納米結構的均勻混合物，有望促進電子傳輸並提高複合材料的導電性。

例如，Yang等研究人員通過在低溫下實現的水熱反應過程合成了WS₂/還原氧化石墨烯（RGO）混合納米片，這表明了與RGO支持的聯繫。由於石墨烯是一種軟性材料，具有較低的彎曲剛度，它可以很容易地被調節成不同的形態。

另外，還有研究報導了從氧化石墨烯（GO）溶液中合成的WS2納米管/石墨烯混合體（Gs）。在隨後的水熱反應中，從GO轉化為Gs，Gs可以捲曲和交聯，形成三維（3D）網路。同樣，Chen等人報導了通過氣溶膠處理WS₂/RGO/WO₃混合體的便捷和綠色合成方法。RGO的皺縮形態提供了豐富的缺陷和褶皺，這被認為是提高WS₂電催化性能的潛在因素之一。

此外，用於製備WS₂複合材料以及控制厚度的CVD方法也是一種較好的方法。此外，碳納米管（CNTs）也是與WS2結合的有價值的候選材料，因為它們具有出色的機械強度、大的比表面積（50-450 m² .g^-1），以及與其他傳統範本相比良好的導電性。可以進行一些方法來製造複合結構。

例如，Yue等研究人員通過低溫水熱還原策略合成了多壁碳納米管（MWCNTs-WS₂）。Lin等展示了一種獨特的方法，通過在硫磺蒸氣中對W塗層的CNT進行熱退火，在垂直排列的CNT上合成WS₂納米顆粒。單壁碳納米管（SWCNTs）顯示出機械靈活性和卓越的導電性，比MWCNTs更有利於電荷傳輸。

到目前為止，已經進行了一些關於構建WS₂-SWCNT複合結構的研究。例如，研究人員使用一種簡單的水熱法和隨後的冷凍乾燥過程合成了三維WS₂@SWCNT泡沫。由於彈性的三維導電網路，有可能提供導電路徑以促進WS₂電荷的轉移。

此外，通過靜電輔助自組裝和真空過濾過程，製造了一個創新的三元WS₂/CuO/SWCNT多孔混合體。在該混合體中，帶正電的CuO納米片很容易與帶負電的WS₂納米片和SWCNTs組裝成絮狀網路。

此外，無定形碳也因其與石墨烯和碳納米管相比成本低而引起足夠的關注。其中，商業化的Super P是提高WS₂電化學性能的典型結合材料。作為一種導電添加劑，超級P的加入可以幫助減小納米複合材料的尺寸並改善其分散性，這可以加速WS₂-超級P納米複合材料電極和電解質之間的插入/提取反應。

例如，Huang等人研究人員通過包括水熱反應和硫化物還原反應的簡單兩步工藝製備了WS₂-超級P納米複合粉末。此外，Li等通過球磨和硫化反應的簡單兩步法合成了WS₂納米片-碳（WS2/C）複合材料。

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）。

• < 前一頁
• 下一個 >