单层2H相二硫化钨/石墨烯复合材料

二硫化钨是典型三明治层状结构，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，被认为是石墨烯之外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。

二硫化钨存在三种相态，即1T、2H和3R相，其中，1T相是WS₂以一个S-W-S单分子层作为最小重复单元堆叠，而2H和3R 相是以两个和三个S-W-S单分子层作为最小重复单元堆叠。自然界中大部分WS₂是以2H稳定相存在的，1T和3R相属于亚稳态结构，在一定条件下可以转变为2H相。不同的相态的WS₂材料所呈现的物理化学特性也不尽相同。

目前美国有关于单层二硫化钨的相关报道较多，已有科研团队利用单层二硫化钨生产超级电容器的报道，而相对的，国内公开的文献资料几乎未见有单层二硫化钨的相关报道，在研究中，WS₂纳米片在实际应用研究过程中，常与无定型碳、碳纳米管、碳纤维以及石墨烯等碳材料复合，以增加其导电性能。例如本文所介绍的二硫化钨与石墨烯复合材料。

制备单层2H相二硫化钨/石墨烯复合材料，是以硫代钨酸铵和锂盐化合物为原料，在一定温度下热处理得到2H相的插锂Li₂WS₂块体，插锂Li₂WS₂块体在去离子水中水解自行剥离，再与添加的氧化石墨烯自组装成单层2H相二硫化钨/石墨烯复合材料，其过程包括：

（1）将硫代钨酸铵和锂盐化合物按1:2摩尔比混合研磨，研磨后的混合物在惰性气体保 护下于200-600℃保温1-10h，冷却至室温得到插锂的2H相硫化钨块体；

（2）将插锂的2H相硫化钨块体直接置于去离子水中，辅助超声水解剥离5-30min，再将 得到的悬浮液置于离心机中，经离心分离去除未剥离的沉淀物后得到单层2H相WS₂纳米片悬浮液；

（3）将氧化石墨烯加入到2H相单层WS₂纳米片悬浮液中，超声分散5-10min，然后加入水 合肼继续超声0.5-2h得到单层2H相WS₂/石墨烯悬浮液；

（4）将得到的单层2H相二硫化钨/石墨烯悬浮液在离心机上分别用水和乙醇离心洗涤去除可 溶性杂质，最后将沉淀物单层2H相二硫化钨/石墨烯复合材料分散于小分子溶剂中保存，其中单层2H相WS₂纳米片的厚度小于1nm。

将单层二硫化钨和石墨烯复合优点在于其相对于石墨烯单体，其导电性能大幅提升，而且也很大程度上消除石墨烯零带隙的缺点，所以，2H相二硫化钨/石墨烯复合材料可以用于单层硫化钨在光析氢、电催化和储能等领域的研究。

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