二硫化鎢(Tungsten Disulfide,WS2)是由過渡金屬鎢與非金屬硫元素共同組合成的一種黑色粉末,具有較低的摩擦系數(shù),良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性、催化活性和儲(chǔ)荷性能等特點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能電池、石油化工、光電器件及醫(yī)學(xué)生物成像等領(lǐng)域。然而,受本身結(jié)構(gòu)影響,普通WS2材料的實(shí)際性能并沒有理論性能那么高,但可以通過改善形貌的方式來提高實(shí)際性能。
二硫化鎢常見的形貌有納米片和量子點(diǎn),納米片屬于二維結(jié)構(gòu),而量子點(diǎn)屬于零維結(jié)構(gòu)。由此可知,二硫化鎢量子點(diǎn)(WS2 QDs)是一種由鎢與硫元素組成的零維材料,具有比WS2納米片更大的比表面積、更好的熱穩(wěn)定性、更高的理論容量、更佳的倍率性能、更優(yōu)異的催化活性和熒光特性等優(yōu)點(diǎn)。
從生產(chǎn)工藝上來看,WS2 QDs的制備步驟包括:先稱取適量WS2粉末,然后放入研缽里充分研磨,再加入適量的氮甲基吡咯烷酮,并進(jìn)行超聲,最后離心,收集上層棕色澄清溶液即WS2 QDs溶液。WS2 QDs溶液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的方式把溶液中的溶質(zhì)蒸發(fā)掉,然后將所得到的干燥物通過超聲方式溶解在水中,放入冷凍干燥劑中進(jìn)行冷凍干燥,得到WS2 QDs粉末。該生產(chǎn)技術(shù)具有工藝簡單,綠色環(huán)保,成本低廉,重復(fù)性好,產(chǎn)品質(zhì)量佳如尺寸均勻和結(jié)晶度好等特點(diǎn)。
從用途上來看,二硫化鎢量子點(diǎn)可以制作鋰離子電池負(fù)極材料、光電器件和超級(jí)電容器等。研究表明,WS2量子點(diǎn)因具有大量作為活性位點(diǎn)的邊緣原子和表面缺陷,而容納諸多的鋰離子,適合制作電池負(fù)極;因具有良好的生物兼容性和熒光穩(wěn)定性,而適合制作白光器件。