當WS2納米片與聚合物材料複合時,液相剝離法製備WS2是最為合適的方法之一,其製備工藝簡單,所得納米片分散液品質(zhì)高,並且能廣泛應用於其他二維材料中。
一般來說,二硫化鎢聚合物複合材料的製備過程可以分為兩步,即先將納米片剝離分散,再與聚合物溶液混合。但由於納米片可以在聚合物溶液中直接超聲剝離,為納米片分散體製備聚合物基複合材料提供便利。同時,由於聚合物包覆著剝離後的 納米片,複合材料具有較好的穩(wěn)定性,避免了納米片的再聚集。然而,與有機溶劑或表面活性劑體系中液相剝離相比,聚合物體系中的剝離仍然相當不成熟。聚合物濃度、離心條件或其他加工參數(shù)對剝離後的成品都有很大影響,甚至加劇分散體的聚集,因此在複合材料形成期間控制聚合物的聚集非常重要。
Vega-Mayoral等人使用聚乙烯醇(PVA)作為聚合物系統(tǒng),研究了WS2在聚合物溶液中的液體剝離,通過調(diào)整離心速率可以對單層複合材料進行篩選。通過半定量光譜和拉曼光譜表徵,可以確定納米片長度、厚度和單層複合材料的體積分數(shù),得到優(yōu)化的聚合物濃度和離心速率。當單層體積分數(shù)>5%時,可以觀察到光致發(fā)光的分散體。通過對單層WS2發(fā)光性能的跟蹤觀測,可以分析在複合物形成期間,是否發(fā)生了聚集。
根據(jù)已有的報導,WS2納米片與聚合物複合主要應用於機械性能方面的應用,而應用於電化學性能方面時,則較多採用WS2納米顆粒或納米管。