CN102134100A - 一种二硫化钨纳米管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种二硫化钨纳米管的制备方法，以(NH4)2WS4为原料，包括模板的制备、浸渍、热解和分离，其特征是将AAO模板浸渍于浓度为0.2～0.4mol/L的(NH4)2WS4的DMSO溶液中不少于半小时，取出模板挥去溶剂DMSO后置于还原气氛中在500～600℃下煅烧1～2h，冷却后自AAO模板上分离得到WS2纳米管。本方法工艺简单，制备得到的WS2纳米管直径均匀一致且可控。
Description
一.技术领域
本发明涉及一种无机纳米材料的制备方法，具体地说是一种二硫化钨(WS2)纳米管的制备方法。
二.背景技术
二硫化钨具有类似于石墨的层状结构，层间是较弱的范德华力，层内金属W原子与S原子以强的共价键相结合。但在外界的影响下WS2片层边缘的悬空键很容易失稳而卷曲形成纳米管或富勒烯结构。富勒烯结构的WS2纳米材料由于没有悬空键，具有较低的表面能、较高的化学稳定性，使得它的摩擦性能远优于传统的层状2H-WS2。WS2纳米管因其独特的结构和性能可应用于固体润滑剂(尤其是在高真空、高载荷下)、锂离子电池的电极材料、原油氢化脱硫的催化剂、储氢材料、扫描隧道显微镜针尖等众多领域。自从1992年二硫化钨的富勒烯与纳米管结构首次被发现以来，针对二硫化钨纳米管的制备已经开展了大量的研究工作。目前制备二硫化钨纳米管的方法主要有高温气固反应法、热分解法、水热法等。最初Tenne等人用H2/H2S/N2在850℃还原钨的氧化物合成二硫化钨纳米管；C.N.R.Rao等人在氢气中1200℃-1300℃高温下直接加热分解(NH4)2WS4制备了WS2纳米管；Chen等人通过在H2/C4H4S气氛下400℃催化热分解球磨后的(NH4)2WS4合成WS2纳米管。但是，在目前的研究成果中，同一反应过程得到的二硫化钨纳米管直径分布较广泛，通常在几到几百个纳米不等，即二硫化钨纳米管的尺寸和尺寸分布问题始终没有得到解决，而且纳米管纯度较低。
三.发明内容
本发明的目的在于提供一种二硫化钨纳米管的制备方法，该方法旨在解决二硫化钨纳米管的尺寸和尺寸分布问题，制备出的二硫化钨纳米管在尺寸和生长取向上都具有较好的一致性，而且产物纯净。
本方法以四硫代钨酸铵(NH4)2WS4为原料，包括模板的制备、浸渍、热解和分离。与现有技术的主要区别是将多孔阳极氧化铝(AAO)模板浸渍于浓度为0.2～0.4mol/L的四硫代钨酸铵的二甲亚砜(DMSO)溶液中不少于半小时，取出AAO模板挥去溶剂二甲亚砜后置于还原气氛中在500～600℃下煅烧1～2h，冷却后自AAO模板上分离得到WS2纳米管。所述的还原气氛为H2和N2按体积比1∶9混合的混合气体。
具体操作步骤如下：
(1)制备多孔阳极氧化铝模板：采用公知的二次阳极氧化法制备孔洞有序的AAO模板，电解液为0.3mol/L的草酸，氧化电压为50V，一次氧化时间为5h，二次氧化时间为12h，然后用5％的磷酸溶液通孔，清洗干净后烘干备用；
(2)配制前驱液：将原料四硫代钨酸铵溶于二甲亚砜(DMSO)中磁力搅拌使其完全溶解，配成0.2～0.4mol/L的前驱液；
(3)浸渍模板：将制备的AAO模板浸入在步骤(2)的前驱液中不少于半小时，将载有前驱液的AAO模板放在70℃的烘箱中，使二甲亚砜溶剂充分挥发；
(4)热分解前驱体：将上述已载有前驱体的模板放入水平管式加热炉中，以50ml/min的流量通入H2/N2(还原气体H2和保护气体N2的体积比为1∶9)的混合气体，以10℃/min的升温速度将管式炉加热到550℃，保温1-2h以充分反应，然后随炉冷却至室温，自AAO模板上分离得到蓝黑色的二硫化钨纳米管。
本发明采用AAO模板法制备二硫化钨纳米管，温度相对较低，成本低廉，生产工艺简单易控，通过AAO模板孔洞的限制作用以抑制WS2纳米管的生长方向，使其取向趋于一致，管径一致。制备得到的二硫化钨纳米管直径均匀一致并可控，二硫化钨纳米管由于其高的比表面积以及良好的润滑、催化性能，可以被用作固体润滑剂、催化剂和扫描探针等。
四.附图说明
图1是实施例一的二硫化钨纳米管的透射(TEM)照片
图2是实施例二的二硫化钨纳米管的透射(TEM)照片。
图3是实施例三的二硫化钨纳米管的透射(TEM)照片。
五.具体实施方法
以下结合实施例和附图对发明做进一步说明。
一.多孔阳极氧化铝(AAO)模板的制备
采用二次阳极氧化法制备孔洞有序的AAO模板。对高纯铝片(99.999％)在500℃下真空退火4h，然后对铝片进行电化学抛光，抛光液为高氯酸和无水乙醇的混合液(体积比为1∶9)，抛光电压为20V，抛光时间为3-5min。采用0.3mol/L的草酸为电解液进行一次氧化，氧化电压为50V，氧化时间为5h。将一次氧化过的铝片浸泡在磷铬酸溶液(6wt％磷酸+1.8wt％铬酸，体积比1∶1)中6h以除去一次氧化膜。二次氧化的时间为12h，其他条件与一次氧化相同。用1mol/L的氯化铜溶液除去未氧化的铝基体，然后用5％的磷酸溶液通孔和扩孔，用蒸馏水清洗干净后烘干备用。
二.WS2纳米管的制备
实施例1：
采用二次阳极氧化法制备出孔径大约100nm且大小均匀的多孔氧化铝模板。将0.35g四硫代钨酸铵溶于5mL的二甲亚砜中，磁力搅拌配制成0.2mol/L的前驱体溶液。将制备的AAO模板浸入该前驱液中，浸泡30min，然后将AAO模板置于70℃的烘箱中使二甲亚砜溶剂充分挥发，该过程重复3次。将载有前驱体的AAO模板放入水平管式加热炉中，通入流量为50mL/min的H2/N2混合气体(H2和N2的体积比为1∶9)，同时以10℃/min的升温速度将管式炉加热到550℃，保温1-2h以充分反应，然后随炉冷却至室温，即得到蓝黑色的二硫化钨纳米管。
图1是本实施例制得的二硫化钨纳米管的透射电镜(TEM)照片。从图中可以看出所得的产物为管径均匀，竹节状的二硫化钨纳米管。
实施例2：
采用二次阳极氧化法制备出孔径大约100nm且大小均匀的多孔氧化铝模板。将0.35g四硫代钨酸铵溶于5mL的二甲亚砜中，磁力搅拌配制成0.2mol/L的前驱体溶液。采用抽滤的方式将前驱液导入到AAO模板中，然后将AAO模板置于70℃的烘箱中使二甲亚砜溶剂充分挥发。将已载有前驱体的AAO模板放入水平管式加热炉中，通入流量为50mL/min的H2/N2混合气体(H2和N2的体积比为1∶9)，同时以10℃/min的升温速度将管式炉加热到550℃，保温1-2h以充分反应，然后随炉冷却至室温，即得到二硫化钨纳米管。
图2是本实施例制得的二硫化钨纳米管的透射(TEM)照片。从图中可以看出产物为直径均匀的管状结构。
实施例3：
采用二次阳极氧化法制备出孔径大约100nm且大小均匀的多孔氧化铝模板。将0.54g四硫代钨酸铵溶于5mL的二甲亚砜中，磁力搅拌配制成0.3mol/L的前驱体溶液。将制备的AAO模板浸入该前驱液中，浸润模板的时间为2天，然后将AAO模板置于70℃的烘箱中使二甲亚砜溶剂充分挥发。将已浸过溶液的AAO模板放入水平管式加热炉中，通入流量为50mL/min的H2/N2混合气体(H2和N2的体积比为1∶9)，同时以10℃/min的升温速度将管式炉加热到550℃，保温1-2h以充分反应，然后随炉冷却至室温，即得到蓝黑色的二硫化钨纳米管。
图3是本实施例制得的二硫化钨纳米管的透射(TEM)照片。从图中可以看出产物为直径均匀的竹节状的管状结构。
Claims (1)
1.一种二硫化钨纳米管的制备方法，以四硫代钨酸铵为原料，包括模板的制备、浸渍、热解和分离，其特征在于：将多孔阳极氧化铝模板浸渍于浓度为0.2～0.4mol/L的四硫代钨酸铵的二甲亚砜溶液中不少于半小时，取出模板挥去溶剂二甲亚砜后置于还原气氛中在500～600℃下煅烧1～2h，冷却后自多孔阳极氧化铝模板上分离得到二硫化钨纳米管；所述的还原气氛为氢气和氮气按体积比1∶9混合的混合气体。
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|---|---|
| CN (1) | CN102134100A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104993140A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-10-21 | 陕西科技大学 | 一种纤维状ws2纳米负极材料的制备方法 |
| CN105742692A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-07-06 | 中国地质大学（北京） | 基于ws2层片状纳米阵列结构的高容量锂离子电池及其制备方法 |
| CN107792882A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 二硫化钨纳米管的制备方法 |
| CN107934928A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 佛山科学技术学院 | 一种二碲化钨纳米管的制备方法 |
| CN108128807A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 佛山科学技术学院 | 一种三氧化钨纳米管的制备方法 |
| KR20190100275A (ko) * | 2016-12-30 | 2019-08-28 | 나노코 2디 매테리얼 리미티드 | 나노입자 템플릿을 이용한 템플릿 활용 2d 나노시트 합성 |
| CN113023780A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-25 | 李伟强 | 一种纳米级二硫化钨材料、制备方法及其制备装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101704552A (zh) * | 2009-10-28 | 2010-05-12 | 无锡润鹏复合新材料有限公司 | 一种二硫化钼纳米管及其制备方法 |
| CN101723464A (zh) * | 2009-12-11 | 2010-06-09 | 中南大学 | 一种单分散二硫化钨纳米片的制备方法 |
-
2011
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101704552A (zh) * | 2009-10-28 | 2010-05-12 | 无锡润鹏复合新材料有限公司 | 一种二硫化钼纳米管及其制备方法 |
| CN101723464A (zh) * | 2009-12-11 | 2010-06-09 | 中南大学 | 一种单分散二硫化钨纳米片的制备方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104993140B (zh) * | 2015-06-08 | 2017-10-27 | 陕西科技大学 | 一种纤维状ws2纳米负极材料的制备方法 |
| CN104993140A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-10-21 | 陕西科技大学 | 一种纤维状ws2纳米负极材料的制备方法 |
| CN105742692B (zh) * | 2016-02-25 | 2018-12-11 | 中国地质大学（北京） | 基于ws2层片状纳米阵列结构的高容量锂离子电池及其制备方法 |
| CN105742692A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-07-06 | 中国地质大学（北京） | 基于ws2层片状纳米阵列结构的高容量锂离子电池及其制备方法 |
| CN107792882A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 二硫化钨纳米管的制备方法 |
| KR20190100275A (ko) * | 2016-12-30 | 2019-08-28 | 나노코 2디 매테리얼 리미티드 | 나노입자 템플릿을 이용한 템플릿 활용 2d 나노시트 합성 |
| JP2020514221A (ja) * | 2016-12-30 | 2020-05-21 | ナノコ ２ディー マテリアルズ リミテッドＮａｎｏｃｏ ２Ｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ナノ粒子テンプレートを用いた２ｄナノシートのテンプレート支援合成 |
| US20200223712A1 (en) * | 2016-12-30 | 2020-07-16 | Nanoco Technologies Ltd. | Template-Assisted Synthesis of 2D Nanosheets Using Nanoparticle Templates |
| KR102300073B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2021-09-09 | 나노코 2디 매테리얼 리미티드 | 나노입자 템플릿을 이용한 템플릿 활용 2d 나노시트 합성 |
| US11964879B2 (en) * | 2016-12-30 | 2024-04-23 | Nanoco 2D Materials Limited | Template-assisted synthesis of 2D nanosheets using nanoparticle templates |
| CN108128807A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 佛山科学技术学院 | 一种三氧化钨纳米管的制备方法 |
| CN107934928A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 佛山科学技术学院 | 一种二碲化钨纳米管的制备方法 |
| CN108128807B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-05-05 | 佛山科学技术学院 | 一种三氧化钨纳米管的制备方法 |
| CN113023780A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-25 | 李伟强 | 一种纳米级二硫化钨材料、制备方法及其制备装置 |
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