单层二硫化钨低成本制备法

二硫化钨与二硫化钼结构相同,都是典型的三明治层状结构,由于其层间相对较弱的范德华力,也可以剥离成单层或少层数的纳米片,被认为是另外一种相当重要的二维纳米片材料,具有独特的物理、化学和电学特性。然而,一般的化学、物理法难以制备出纯单层结构的二硫化钨纳米材料。

单层二硫化钨图片

为了解决现有制备单层二硫化钨存在的技术问题,有研究人员提出一种简单、安全、高效且适合规模化生产的单层二硫化钨纳米片的制备方法,该方法直接以硫代钨酸铵为原料,在300-1200℃的温度范围内热处理后,即可以在乙醇、水等小分子溶剂中自行剥离得到2H相单层二硫化钨纳米片。其具体步骤为:

(1)将硫代钨酸铵在惰性气体保护下于300-1200℃保温1-10h,冷却至室温得到待剥离的2H相二硫化钨块体;

(2)将得到的二硫化钨块体置于离心管中,加入小分子溶剂超声剥离10-72h,然后置于离心机中离心分离沉淀后得到二硫化钨纳米片悬浮液;

(3)将得到的二硫化钨纳米片悬浮液置于离心管中,超声1-10h,然后置于离心机中离心分离沉淀物后得到对应小分子溶剂的2H相单层二硫化钨纳米片悬浮液,其中2H相单层二硫化钨纳米片的厚度小于1nm。

新工艺操作简单,反应条件温和,所用试剂价格低廉且绿色环保,使用硫代钨酸铵原材料制取二硫化钨可以避免现有技术使用价格较高的LiOH、Li2CO3等锂盐试剂,节约了锂资源,大大降低了 制备成本。

 

 

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