作為過渡金屬硫族化合物的典型代表,二硫化鎢(Tungsten Disulfide,WS2)是一種黑色粉末,是一種二維度的半導(dǎo)體材料,具有與石墨烯相似的層狀結(jié)構(gòu),特點(diǎn)主要包括良好的潤滑性能、光電性能、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等,所以廣泛應(yīng)用于光電、潤滑、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。值得一提是,不同形貌的WS2的性能和應(yīng)用效果存在一定的區(qū)別。
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不同形貌二硫化鎢的制備(二)
根據(jù)形貌的不同,WS2可以分為WS2納米管、WS2納米片、WS2納米花、WS2納米棒、 WS2納米顆粒、WS2納米纖維、WS2微球、WS2量子點(diǎn)和具有富勒烯結(jié)構(gòu)的WS2等。
WS2納米管的制備:以紫色氧化鎢(W18O49)納米線和硫粉為原料,然后在840℃和氫氣或氬氣的氣氛下進(jìn)行加熱反應(yīng)即可。W18O49納米線由于是一種非揮發(fā)性的物質(zhì),所以能用作生長WS2納米管的模板。
WS2納米片的制備:一是“自上而下”的方法:利用層間較弱的結(jié)合力,將大尺寸的WS2進(jìn)行剝離即可;剝離方法包括如微機(jī)械剝離、機(jī)械力輔助液體剝離、離子插入輔助液體剝離等。二是“自下而上”的方法:采用化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)或濕化學(xué)合成方法(水熱法、溶劑熱法、自組裝法、模板法等)等方法,對(duì)在給定條件下的WS2前驅(qū)體進(jìn)行反應(yīng)即可。
WS2納米花的制備:有水熱法和高溫硫化法。其中,高溫硫化法具有成本較低、工藝較簡(jiǎn)單、產(chǎn)出率較高和所制備的納米花形貌較均一等優(yōu)點(diǎn);其步驟如下:將硫粉、硫脲和三氧化鎢混合均勻,然后制成圓片,再放入坩堝中加熱、保溫和冷卻等處理,即可制得花狀WS2。