WS2纳米材料的IF-WS2和NT-WS2形态及其制备

WS₂纳米材料的形式包括纳米片、IF-WS₂和NT-WS₂，以及其他。化学气固反应是合成IF-WS2纳米粒子和纳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℃的还原气氛（95% N₂+5% H₂）中合成了IF-WS₂纳米颗粒和纳米管。但这种方法只能合成少量的产品。

Feldman等人用商业WO₃粉末代替了WO₃薄膜，并对反应器进行了一些改进，合成了相当数量（每次50毫克）的产品。2000年，他们用同样的反应材料设计了一个流化床反应器，实现了IF WS₂纳米颗粒和纳米管的连续制备。

为了在合成过程中通过改变工艺参数来控制IF WS₂纳米颗粒和纳米管的结构，Margolin等人通过气固反应合成了IF WS₂纳米颗粒和NT-WS₂，然后研究其生长机制。

H₂S具有很强的毒性、腐蚀性、易燃性和爆炸性而闻名，因此Wiesel等人用相应的金属氧化物的纳米粉末、硫磺作为固体前体，用NaBH₄或LiAlH₄作为释氢剂合成了IF-WS₂。产品是通过传统的炉子加热到约900℃或通过高浓度白光在更高温度下的光热消融获得的。

此外，还采用了其他方法来制备IF-WS₂或NT-WS₂，如热分解、模板化和化学气相传输。除了上述三种（纳米片、IF WS₂和NT WS₂）形态外，WS₂纳米材料还具有其他形态类型，如纳米球（nanospheres）、纳米丝（nanowires）、纳米棒（nanorods）和纳米花（nanoflowers）。

这些特殊形态的WS₂由于其多孔结构和增加的比表面积，也有潜在的应用。通过调整反应条件，通常考虑用溶热法制备具有不同形态的WS₂。

研究人员使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为表面活性剂，制备了低维的WS₂（纳米球、纳米线和纳米棒）。结果表明，CTAB的浓度对WS₂的形态有很大影响。由于活性剂分子可以在溶液中聚集形成胶束、微乳、液晶和囊泡的现象，许多有序的微结构显示出纳米范围。

这些有序的微结构可以为化学反应提供一个特殊的微环境。它们可以作为微反应器或模板用于各种纳米材料的合成。根据水溶液的不同浓度，表面活性剂表现出不同的聚集形式，导致随后形成具有不同形态的WS₂。此外，三维纳米花状的WS₂也可以通过溶热法合成。

文章来源：Sun, CB., Zhong, YW., Fu, WJ. et al. 二硫化钨纳米材料用于能源转换和储存。Tungsten 2，109-133（2020）。

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