二硫化鎢為什麼與石墨烯複合？

二硫化鎢（WS₂）與石墨烯複合是材料科學領域的一個重要研究方向，二者的複合能夠將各自的優勢相結合，產生協同效應，從而賦予複合材料許多優異的性能如催化性能與電化學性能等。

中鎢智造二硫化鎢和石墨烯都是典型的二維材料。石墨烯是由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，具有優異的力學、電學等性能。WS₂具有類似三明治的層狀結構，由鎢原子和硫原子通過共價鍵結合而成，層間通過范德華力相互作用。二者的二維結構使其在複合時能夠較好地相互貼合，形成穩定的複合結構，有利於發揮協同作用。

1.增強電學性能

形成高效導電網路：石墨烯的高導電性可以在WS₂中構建起高效的電子傳輸通道。當二者複合時，電子能夠在石墨烯和WS₂之間快速傳輸，大大提高了複合材料的整體電導率。這對於提高材料在電子器件中的導電性能非常關鍵，例如在電晶體、電極材料等應用中，可以降低電阻，提高電子遷移效率，從而提升器件的性能和運行速度。

調節能帶結構：複合後，石墨烯與WS₂之間的相互作用會導致WS₂的能帶結構發生變化。通過控制複合材料的製備工藝和二者的比例，可以精確調節能帶間隙，使其滿足不同電子器件的需求。例如，在光電器件中，合適的能帶結構可以使材料對特定波長的光具有更好的吸收和發射特性，提高光電轉換效率。

2.改善力學性能

增強力學強度：石墨烯具有極高的強度和模量，被譽為“新材料之王”。將石墨烯與WS₂複合後，石墨烯就像“納米級增強筋”一樣分佈在WS₂的層間或表面，能夠有效阻止WS₂層間的滑動和裂紋擴展，從而顯著提高複合材料的力學強度和韌性。這種增強效果在製備高性能複合材料塗層、薄膜等方面具有重要意義，可以提高材料的耐磨性、抗疲勞性等力學性能，延長其使用壽命。

提高柔韌性：WS₂層狀結構在一定程度上限制了材料的柔韌性，而石墨烯的柔韌性極佳。複合後，石墨烯能夠賦予WS₂更好的柔韌性，使複合材料在彎曲、折迭等情況下仍能保持較好的性能，這對於可穿戴設備、柔性電子器件等領域的應用至關重要。

3.提升電化學性能

增加活性位點：在能源存儲和轉換領域，如鋰離子電池、超級電容器等，材料的電化學性能與其活性位元點的數量密切相關。石墨烯的高比表面積為電化學反應提供了豐富的活性位點，同時能夠促進電解質與材料的充分接觸。與WS₂複合後，二者協同作用，進一步增加了複合材料的活性位點數量，有利於鋰離子的嵌入和脫出，提高電池的比容量和充放電效率。

改善迴圈穩定性：WS₂在充放電過程中容易出現體積變化和結構破壞，導致迴圈穩定性下降。石墨烯的存在可以緩衝WS₂的體積變化，同時其良好的導電性有助於維持電極結構的完整性，提高複合材料的迴圈穩定性。例如，在鋰離子電池中，WS₂-石墨烯複合電極經過多次迴圈後，仍能保持較高的比容量和較好的充放電性能，展現出良好的應用前景。

版權及法律問題聲明

本文資訊由中鎢線上®（www.ctia.com.cn，news.chinatungsten.com）根據各方公開的資料和新聞收集編寫，僅為向本公司網站、微信公眾號關注者提供參考資料。任何異議、侵權和不當問題請向本網站回饋，我們將立即予以處理。未經中鎢線上授權，不得全文或部分轉載，不得對檔所載內容進行使用、披露、分發或變更；儘管我們努力提供可靠、準確和完整的資訊，但我們無法保證此類資訊的準確性或完整性，本文作者對任何錯誤或遺漏不承擔任何責任，亦沒有義務補充、修訂或更正文中的任何資訊；本文中提供的資訊僅供參考，不應被視為投資說明書、購買或出售任何投資的招攬檔、或作為參與任何特定交易策略的推薦；本文也不得用作任何投資決策的依據，或作為道德、法律依據或證據。

• < 前一頁
• 下一個 >