二硫化钨/石墨烯复合材料的制备要求依次进行以下四大步骤:氧化石墨烯(GO)的制备、RGO的制备、纯WS2的制备及WS2/RGO复合材料的制备。该材料的制备工艺简单有序,成本低廉。
二硫化钨/石墨烯复合材料制备过程如下:
1.氧化石墨烯(GO)的制备
将 2 g石墨和1.2 g无水硝酸钠在冰浴条件下缓缓倒入至35 mL浓硫酸 中,揽拌并分批加入8 g髙锰酸钾,20℃恒温搅拌30 min,随后升温至4 0℃继续搅拌1 h。在搅拌过程中加入50 mL蒸馏水并继续搅拌30 min,控制温度在98℃以下。搅拌结束后升温至98℃,加入20 mL 30%的过氧化氢至溶液变为亮黄色。将产物在去离子水中搅拌至超声剥离,并通过离心收集沉淀物,经稀盐酸和蒸馏水洗涤至溶液中无SO42-等离子即可制得氧化石墨烯。
2.RGO的制备
取100 mg GO溶于100 mL蒸馏水中,超声搅拌1 h,并在搅拌时逐滴加入1 mL水合肼(80%)。待分散均匀后,将溶液转移至100 mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在100℃时水热反应24 h。自然冷却到室温后,收集产物,并用去离子水和乙醇分别洗涤3次,最后在60℃真空烘箱中干燥,随后研细以供后续试验操作使用,样品命名为RGO。
3.纯WS2的制备
称取1 mmol的WCl6和4 mmol的硫代乙酸铵(C2H5NS)于烧杯中,加入80 mL蒸馏水,在25℃恒温水浴锅中搅拌1 h。分散均匀后,将溶液转移至100 mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在180℃时水热反应24 h。自然冷却至室温后,取得黑色沉淀物,并用去离子水和乙醇反复离心洗涤,然后在60℃的真空烘箱中干燥24 h。最后将干燥产物在充满N2 的管式炉中800℃煅烧2 h,冷却后研细以供后续操作使用,样品命名为WS2。
4.WS2/RGO复合材料的制备
称取40 mg上述制得的GO,分散于80 mL蒸馏水中,超声搅拌24 h使其完全分散,然后加入1 mmol的WCl6 和 4 mmol的C2H5NS 继续搅拌1 h,待分散均匀后,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液调节pH值至6。最后将溶液转移至100 mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在180℃时水热反应24 h。后续对样品的处理和纯WS2—样,成功制备 WS2/RGO复合材料。
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