WS2复合材料

为了改善WS₂的电气和催化性能，用具有良好导电性的其他材料来合成WS₂复合材料是一种颇具前途的方法。复合材料是指一种材料为基体，另一种材料作为增强剂的材料。各种材料在性能上相互补充，产生协同效应，从而使整体性能优于原来的材料。

在最近的研究中，人们最关注的是通过各种合成方法将纳米WS₂纳入导电碳质基体，包括石墨烯、碳纳米管和非晶碳。在合成方面，水热法是最常用的方法，因为其步骤简单。

2D碳材料被发现具有高导电性和良好的灵活性。因此，构建高导电性的二维碳质纳米片和WS₂纳米结构的均匀混合物，有望促进电子传输并提高复合材料的导电性。

例如，Yang等研究人员通过在低温下实现的水热反应过程合成了WS₂/还原氧化石墨烯（RGO）混合纳米片，这表明了与RGO支持的联系。由于石墨烯是一种软性材料，具有较低的弯曲刚度，它可以很容易地被调节成不同的形态。

另外，还有研究报道了从氧化石墨烯（GO）溶液中合成的WS2纳米管/石墨烯混合体（Gs）。在随后的水热反应中，从GO转化为Gs，Gs可以卷曲和交联，形成三维（3D）网络。同样，Chen等人报道了通过气溶胶处理WS₂/RGO/WO₃混合体的便捷和绿色合成方法。RGO的皱缩形态提供了丰富的缺陷和褶皱，这被认为是提高WS₂电催化性能的潜在因素之一。

此外，用于制备WS₂复合材料以及控制厚度的CVD方法也是一种较好的方法。此外，碳纳米管（CNTs）也是与WS2结合的有价值的候选材料，因为它们具有出色的机械强度、大的比表面积（50-450 m² .g^-1），以及与其他传统模板相比良好的导电性。可以进行一些方法来制造复合结构。

例如，Yue等研究人员通过低温水热还原策略合成了多壁碳纳米管（MWCNTs-WS₂）。Lin等展示了一种独特的方法，通过在硫磺蒸气中对W涂层的CNT进行热退火，在垂直排列的CNT上合成WS₂纳米颗粒。单壁碳纳米管（SWCNTs）显示出机械灵活性和卓越的导电性，比MWCNTs更有利于电荷传输。

到目前为止，已经进行了一些关于构建WS₂-SWCNT复合结构的研究。例如，研究人员使用一种简单的水热法和随后的冷冻干燥过程合成了三维WS₂@SWCNT泡沫。由于弹性的三维导电网络，有可能提供导电路径以促进WS₂电荷的转移。

此外，通过静电辅助自组装和真空过滤过程，制造了一个创新的三元WS₂/CuO/SWCNT多孔混合体。在该混合体中，带正电的CuO纳米片很容易与带负电的WS₂纳米片和SWCNTs组装成絮状网络。

此外，无定形碳也因其与石墨烯和碳纳米管相比成本低而引起足够的关注。其中，商业化的Super P是提高WS₂电化学性能的典型结合材料。作为一种导电添加剂，超级P的加入可以帮助减小纳米复合材料的尺寸并改善其分散性，这可以加速WS₂-超级P纳米复合材料电极和电解质之间的插入/提取反应。

例如，Huang等人研究人员通过包括水热反应和硫化物还原反应的简单两步工艺制备了WS₂-超级P纳米复合粉末。此外，Li等通过球磨和硫化反应的简单两步法合成了WS₂纳米片-碳（WS2/C）复合材料。

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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