作爲(wèi)低維度過(guò)渡金屬鎢化合物的典型代表,WS2(二硫化鎢)和WSe2(二硒化鎢)都是具有與石墨烯層狀結(jié)構(gòu)相類似的粉末材料。由于結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),所以它們?cè)谛阅芎陀猛痉矫嬗泻芏嗟南嗤c(diǎn),不過(guò)也有很多不同點(diǎn)。下面主要介紹的是二者的區(qū)別。
(1)定義方面
二硫化鎢是鎢和硫組成的化合物,英文爲(wèi)Tungsten disulfide。
二硒化鎢是鎢和硒組成的化合物,英文爲(wèi)Tungsten diselenide。
注意:硫和硒是同一主族的元素。
(2)結(jié)構(gòu)方面
二硫化鎢的結(jié)構(gòu)爲(wèi)三明治形狀,是由S-W-S單元層堆垛而成的,其單元層由一層鎢原子和上下兩層硫原子層通過(guò)共價(jià)鍵連接而成,而層與層之間是以范德華力相結(jié)合。
二硒化鎢的晶體結(jié)構(gòu)爲(wèi)六角形,即每個(gè)W原子都會(huì)和六個(gè)Se原子以三棱鏡的配位方式鍵結(jié),每個(gè)Se原子則以角錐狀的組態(tài)和三個(gè)W原子鍵結(jié),而層與層之間是以范德華力相結(jié)合。
(3)性質(zhì)方面
二硫化鎢的狀態(tài)爲(wèi)黑灰色粉末,密度7.6g/cm3,難溶于水,不溶于除濃硝酸與氫氟酸混合液以外的無(wú)機(jī)酸,溶于熔融堿,不溶于醇。而化學(xué)穩(wěn)定性一般,即在氧化性較強(qiáng)的環(huán)境下,其會(huì)轉(zhuǎn)化成更高價(jià)態(tài)的鎢化合物;在還原性較強(qiáng)的環(huán)境下,其易轉(zhuǎn)化成鎢單質(zhì)。此外,它還有良好的潤(rùn)滑性、耐腐蝕性和儲(chǔ)荷性能等特點(diǎn)。
二硒化鎢的狀態(tài)爲(wèi)黑灰色粉末,密度爲(wèi)9.32g/cm3,具有優(yōu)異的保溫性能、光學(xué)和電學(xué)等特點(diǎn)。
(4)生産工藝方面
二硫化鎢納米片的製備方法主要包括自上而下的剝離法(液相剝離和鋰離子插層剝離)和自下而上的合成法(化學(xué)氣相沉積法和水熱法)。其中液相剝離法是將原料粉末分散在含有表面活性劑的溶液中,通過(guò)超聲剝離、離心、過(guò)濾和清洗等步驟,即可獲得産物;鋰離子插層法是利用含鋰溶劑嵌入到層狀納米材料中形成中間化合物,然後超聲,最終得到産物;化學(xué)氣相沉積法是將鎢和硫都以氣體的形式進(jìn)行反應(yīng)生成産物;水熱合成法采用鎢酸鈉和六氯化鎢爲(wèi)鎢源,以硫脲和硫化鈉爲(wèi)硫源,再經(jīng)過(guò)一系列的處理即可獲得産物。
二硒化鎢納米片的製備方法:以WSe2粉末爲(wèi)生長(zhǎng)源,同時(shí)向藍(lán)寶石襯底中通入氬氣進(jìn)行氣相沉積,最後冷卻至室溫即可獲得産物。
(5)用途方面
WS2與WSe2都可以作爲(wèi)固體潤(rùn)滑劑、鋰離子電池負(fù)極材料和太陽(yáng)能電池電極材料的添加劑。