水热合成法制备二硫化钨纳米棒

二硫化钨是一种典型的具有层层之间发生范德华力相互作用的层状过渡金属二硫化物。纳米结构的WS2具有增强催化性能、优异的光传导和优异的摩擦性能,可用于太阳能电池、场效应晶体管中。

WS2具有类似石墨片层的层状结构,层内是很强的共价键,层间则是很弱的范德华尔斯力,层与层很容易剥离,具有良好的各向异性及较低的摩擦系数。有学者曾报道过一种二硫化钨纳米棒的制备方法,采用化学沉淀-脱硫法和球磨-脱硫法,即用球磨WS2和S的混合粉末的方法制备前驱体,然后在高压反应釜中240℃保温24h的条件下,制备得到WS2纳米棒。这种技术工艺通常需要先制备前驱体,工艺比较复杂,并且WS2纳米棒的 粒径不均一,且形貌可控程度差,影响其在摩擦学、光化学等领域中的应用。

二硫化钨纳米棒图片

为了解决上述技术问题,又有学者提出了采用水热合成法制备二硫化钨纳米棒的方法,包括以下步骤:

a.按照体积比为水:乙醇=7:13将水和乙醇配置成混合溶剂;将30mg二硫化钨粉 体加入20ml上述混合溶剂中,在200℃进行水热合成反应10h;

b.再将反应后的溶液在功率400W下超声1h,通过500rpm离心30min,得到二硫化钨纳米棒。

其中,(NH4)2WO4为钨源、CS(NH2)2为硫源,(NH4)2WO4与CS(NH2)2反应生成硫代钨酸铵,NH2OH·HCl作为还原剂与硫代钨酸铵发生反应,得到二硫化钨。

上述工艺选用NH2OH·HCl为还原剂,在反应中,其被氧化为氮气、水和一氧化氮等气体,不会给反应带来杂质,提高了最终产物的纯度,并且所获得的二硫化钨纳米棒的粒径和形貌可以控制, 层状结构明显,具有较高的比表面积与摩擦性能。

 

 

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