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    重庆时时彩如何推广: 制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610888692.7

    申请日:

    2016.10.11

    公开号:

    CN106673063A

    公开日:

    2017.05.17

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):C01G 41/00申请日:20161011|||公开
    IPC分类号: C01G41/00 主分类号: C01G41/00
    申请人: 南京工业大学
    发明人: 黄晓; 杨凯; 黄维; 孙方方; 戴杰; 李彦辰
    地址: 210009 江苏省南京市新模范马路5号
    优先权:
    专利代理机构: 南京知识律师事务所 32207 代理人: 陈卓
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610888692.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2019.01.18|||2017.05.17

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种制备过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,采用水热法,以钨酸铵,钼酸铵和硫脲为原料,在特定的反应条件下,可以一步合成过渡金属二硫化钼钨纳米片,通过调控反应条件,如温度,反应时间,原料含量等,可以改变产物中,钼元素及钨元素的含量以及1T相与2H相的含量。采用本发明的技术方案制备的反应产物具有良好的电学、化学性质,并且在电化学产氢中,体现出优异的性质。该方法在制备上操作简便,生产成本低,产率高且无副产物,可商业化大量制备过渡金属二硫化钼钨纳米片。

    权利要求书

    1.制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,其特征是,通过水热法
    一步制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片,其步骤如下:
    (1)将钼酸铵与硫脲或者钨酸铵与硫脲或者钼酸铵、钨酸铵与硫脲按一定比例混合,以
    水为溶剂,加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)在温度200-240℃下,加热24-60小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次,得到
    过渡金属二硫化钼钨纳米片;
    (4)通过调节反应物的组分含量、温度或者加热时间,生成不同组分及相态的过渡金属
    二硫化钼钨纳米片。
    2.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)取1mmol,1.2483g的钼酸铵,15mmol,1.1533g的硫脲及35mL水,同时加入以50mL聚
    四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,在200℃下加热24小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比80%,三棱
    柱结构的半导体性2H相占比20%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素69.32%、钼元素
    30.68%。
    3.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)取0.5mmol,0.6240g的钼酸铵,30mmol,2.3067g的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟
    乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至220℃的烘箱,加热60小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比10%,三棱
    柱结构的半导体性2H相占比90%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素62.48%、钼元素
    37.52%。
    4.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于,
    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫
    脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热48小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比80%,三
    棱柱结构的半导体性2H相占比20%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素68.23%、钼元素
    30.17%,钨元素1.6%。
    5.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫
    脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至220℃的烘箱,加热60小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比60%,三
    棱柱结构的半导体性2H相占比40%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素64.8%、钼元素
    32.4%,钨元素2.7%。
    6.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫
    脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至240℃的烘箱,加热48小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比30%,三
    棱柱结构的半导体性2H相占比70%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素66.7%、钼元素
    28.32%,钨元素4.98%。
    7.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫
    脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热24小时,然后升温至240℃并保持24小
    时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比10%,三
    棱柱结构的半导体性2H相占比90%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素63.05%、钼元素
    32.21%,钨元素4.73%。
    8.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于:
    (1)0.5mmol,1.7485g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙
    烯为内胆的水热釜中;
    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热24小时;
    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次;
    (4)产物过渡金属二硫化钨纳米片的相态为八面体结构的金属性1T相占比80%,三棱
    柱结构的半导体性2H相占比20%;
    (5)产物过渡金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素66.66%、钨元素
    33.33%。
    9.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于,加热的温度越高,过渡金属二硫化钼钨纳米片中的2H相含量越高;加热的温度
    越高,过渡金属二硫化钼钨纳米片中的钨的含量越高。
    10.根据权利要求1所述的制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法,
    其特征在于,加热时间越长,过渡金属二硫化钼钨纳米片中的2H相含量越高。

    说明书

    制备组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨纳米片的方法

    技术领域

    本发明涉及纳米材料技术领域,具体涉及采用水热法一步合成组分和相态可调的
    二硫化钼钨纳米片的制备方法。

    背景技术

    二维材料,如石墨烯和类石墨烯材料,由于其独特的性质与超薄的厚度而受到了
    广泛的关注。在众多类石墨烯二维材料中,层状过渡金属二硫化物(如二硫化钨,二硫化钼)
    展现出优异的结构、电学、光学、化学及热力学性质,使得它们在电子、催化剂、能源存储及
    转换以及传感器领域具有巨大的应用前景。

    研究发现,过渡金属二硫化物的性能往往取决于它的晶体结构、形貌、几何排列、
    组分等。例如,二硫化钼及二硫化钨在电化学产氢上的催化活性就取决于相态,八面体结构
    的金属性1T相比三棱柱结构的半导体性2H相具有更好的电化学产氢活性,这是由于1T相的
    材料具有更高的导电性及更低的氢气吸附能。

    为了实现二硫化钼或者二硫化钨的相态由2H相到1T相的转变,目前通常采用电子
    掺杂,锂离子插层,激光辐射等方法。

    除了相态转变的方法外,通过掺杂形成过渡金属二硫化物的合金材料也可以调控
    其性质。例如,最近报道的MoSxSe2-x和MoxW1-xS2具有可调的电学与光学性质。然而,目前制备
    的MoxW1-xS2是通过固相生长的方法(如化学气相沉积、原子层沉积等)。这些方法通常需要在
    高温条件下,并且通常形成2H相的MoxW1-xS2。尽管可以进一步通过锂离子插层与剥离得到1T
    相的MoxW1-xS2,但这样不仅过程繁琐且成本高。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种高效、低廉、具有巨大商业价值的采用一步合成的方
    法获得组分及相态可调的过渡金属二硫化钼钨合金纳米片。

    技术方案:

    通过水热法,以钨酸铵,钼酸铵和硫脲为原料,在特定的反应条件下,可以一步合
    成过渡金属二硫化钼钨纳米片,其步骤如下:

    (1)将钼酸铵与硫脲或者钨酸铵与硫脲或者钼酸铵、钨酸铵与硫脲按一定比例混
    合,以水为溶剂,加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)在温度200-240℃下,加热24-60小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次,
    得到过渡金属二硫化钼钨纳米片;

    (4)调节反应物的组分含量、温度或者加热时间,可以改变产物中,钼元素及钨元
    素的含量以及1T相与2H相的含量。

    有益效果:采用本发明的技术方案,可以一步合成组分及相态可调的过渡金属二
    硫化钼钨合金纳米片,该技术方案采用的原料廉价易得,生产成本低,产率高,适合大规模
    生产,产物可作为催化剂用于电化学产氢等领域的广泛应用。

    附图说明

    图1为过渡金属二硫化钼钨纳米片的SEM图及对应的晶体结构图。

    图2A为实施例1的产物MoS2(80%1T,20%2H)的SEM图。

    图2B为实施例1的产物MoS2(80%1T,20%2H)的EDX图。

    图2C为实施例1的产物MoS2(80%1T,20%2H)的XRD图。

    图2D为实施例1的产物MoS2(80%1T,20%2H)中Mo 3d的XPS图。

    图2E为实施例1的产物图MoS2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图。

    图3A为实施例2的产物MoS2(10%1T,90%2H)的SEM图。

    图3B为实施例2的产物MoS2(10%1T,90%2H)的EDX图。

    图3C为实施例2的产物MoS2(10%1T,90%2H)的XRD图。

    图3D为实施例2的产物MoS2(10%1T,90%2H))中Mo 3d的XPS图。

    图3E为实施例2的产物图MoS2(10%1T,90%2H)中S 2p的XPS图。

    图4A为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的SEM图。

    图4B为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的EDX图。

    图4C为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的XRD图。

    图4D为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中Mo 3d的XPS图。

    图4E为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图。

    图4F为实施例3的产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中W 4f的XPS图。

    图5A为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的SEM图。

    图5B为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的EDX图。

    图5C为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的XRD图。

    图5D为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中Mo 3d的XPS图。

    图5E为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中S 2p的XPS图。

    图5F为实施例4的产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中W 4f的XPS图。

    图6A为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的SEM图。

    图6B为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的EDX图。

    图6C为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的XRD图。

    图6D为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中Mo 3d的XPS图。

    图6E为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中S 2p的XPS图。

    图6F为实施例5的产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中W 4f的XPS图。

    图7A为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的SEM图。

    图7B为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的EDX图。

    图7C为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的XRD图。

    图7D为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H))中Mo 3d的XPS图。

    图7E为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)中S 2p的XPS图。

    图7F为实施例6的产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)中W 4f的XPS图。

    图8A为实施例7的产物WS2(80%1T,20%2H)的SEM图。

    图8B为实施例7的产物WS2(80%1T,20%2H))的EDX图。

    图8C为实施例7的产物WS2(80%1T,20%2H)的XRD图。

    图8D为实施例7的产物WS2(80%1T,20%2H)中Mo 3d的XPS图。

    图8E为实施例6的产物WS2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图。

    具体实施方式

    为了更好地理解本发明,下面结合附图及具体的实施例来进一步说明本发明的技
    术方案。

    如图1所示,过渡金属二硫化钼钨纳米片的SEM图及对应的晶体结构图,及对应的
    晶体结构图,其1T相为八面体结构;2H相为三棱柱结构。

    实施例1:MoS2(80%1T,20%2H)的合成

    (1)取1mmol,1.2483g的钼酸铵,15mmol,1.1533g的硫脲及35mL水,同时加入以
    50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,在200℃下加热24小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    本实施例中,添加的反应物原料中钨的含量为0,对上述实施例1的结果进行分析,
    如图2A所示的SEM图,最终得到的产物MoS2(80%1T,20%2H)为纳米花状。如图2B所示,通过
    EDX图可以说明产物MoS2(80%1T,20%2H)的组分原子含量占比为硫元素69.32%、钼元素
    30.68%,Mo:S≈1:2。如图2C所示,MoS2(80%1T,20%2H)的XRD图,图中9°,18°,33°分别对
    应(002)1T,(004)1T和(100)面。

    如图2D所示,MoS2(80%1T,20%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和231.7eV处的
    峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,226.2eV对应S 2s轨道。通过比较1T
    和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为80%。

    如图2E所示,MoS2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV和162.3eV处的
    峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得
    1T含量大约为80%。

    结合图2C、2D和2E,可以确定为产物MoS2(80%1T,20%2H)的相态为八面体结构的
    金属性1T相占比80%,三棱柱结构的半导体性2H相占比20%。

    实施例2:MoS2(10%1T,90%2H)的合成

    (1)取0.5mmol,0.6240g的钼酸铵,30mmol,2.3067g的硫脲及35mL水加入以50mL聚
    四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至220℃的烘箱,加热60小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    本实施例中,添加的反应物原料中钨的含量为0,对上述实施例2的结果进行分析,
    如图3A所示,MoS2(10%1T,90%2H)的SEM图,通过SEM图可以说明最终得到的MoS2为纳米花
    状。如图3B所示,MoS2(10%1T,90%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明,产物过渡金属二硫化
    钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素62.48%、钼元素37.52%,Mo:S≈1:2。

    如图3C所示,MoS2(10%1T,90%2H)的XRD图,图中14°,33°分别对应(002)2H和
    (100)面。

    如图3D所示,MoS2(10%1T,90%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和231.7eV处的
    峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,226.2eV对应S 2s轨道。通过比较1T
    和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为10%。

    如图3E所示,MoS2(10%1T,90%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV和162.3eV处的
    峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得
    1T含量大约为10%。

    结合图3C、3D和3E,可以确定产物MoS2(10%1T,90%2H)的相态为八面体结构的金
    属性1T相占比10%,三棱柱结构的半导体性2H相占比90%。

    实施例3:Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的合成

    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g
    的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热48小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次乙醇洗两次。

    对上述实施例3的结果进行分析,如图4A所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的SEM
    图,通过SEM图可以说明最终得到的Mo0.96W0.04S2为纳米花状。

    如图4B所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明产物的组
    分原子含量占比为硫元素68.23%、钼元素30.17%,钨元素1.6%,W:Mo≈1:18.8,对应W的
    含量约为4%。

    如图4C所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的XRD图,图中9°,18°,33°分别对应
    (002)1T,(004)1T和(100)面。

    如图4D所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和
    231.7eV处的峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,226.2eV对应S 2s轨
    道。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为80%。

    如图4E所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图。图中161.2eV和
    162.3eV处的峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面
    积,可以算得1T含量大约为80%。

    如图4F所示,Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)中W 4f的XPS图,图中31.7eV和33.9eV
    处的峰对应1T W4+,32.6eV和34.5eV处的峰对应2H W4+,35.7eV和37.8eV处的峰对应W6+,此
    外,39.3eV和36.6eV处的峰分别对应W 5p轨道及Mo 4p轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可
    以算得1T含量大约为80%。

    结合图4C、4D、4E和4F,产物Mo0.96W0.04S2(80%1T,20%2H)的相态为八面体结构的
    金属性1T相占比80%,三棱柱结构的半导体性2H相占比20%。

    实施例4:Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的合成

    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g
    的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至220℃的烘箱,加热60小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    对上述实施例4的结果进行分析,如图5A所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的SEM
    图,通过SEM图可以说明最终得到的Mo0.92W0.08S2为纳米花状。

    如图5B所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明产物组分
    原子含量占比为硫元素64.8%、钼元素32.4%,钨元素2.7%,W:Mo≈1:12,对应W的含量约
    为8%。

    如图5C所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的XRD图,图中9°,14°,33°分别对应
    (002)1T,(002)2H和(100)面。

    如图5D所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和
    231.7eV处的峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,226.2eV对应S 2s轨
    道。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为60%。

    如图5E所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV和
    162.3eV处的峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面
    积,可以算得1T含量大约为60%。

    如图5F所示,Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)中W 4f的XPS图,图中31.7eV和33.9eV
    处的峰对应1T W4+,32.6eV和34.5eV处的峰对应2H W4+,35.7eV和37.8eV处的峰对应W6+,此
    外,39.3eV和36.6eV处的峰分别对应W 5p轨道 及Mo 4p轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可
    以算得1T含量大约为60%。

    结合附图5C、5D、5E和5F,产物Mo0.92W0.08S2(60%1T,40%2H)的相态为八面体结构
    的金属性1T相占比60%,三棱柱结构的半导体性2H相占比40%。

    实施例5:Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的合成

    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g
    的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至240℃的烘箱,加热48小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    对上述实施例5的结果进行分析,如图6A所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的SEM
    图,通过SEM图可以说明最终得到的Mo0.87W0.13S2为纳米花状。

    如图6B所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明产物过渡
    金属二硫化钼钨纳米片的组分原子含量占比为硫元素66.7%、钼元素28.32%,钨元素
    4.98%,W:Mo≈1:6,对应W的含量约为13%。

    如图6C所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的XRD图,图中9°,14°,33°分别对应
    (002)1T,(002)2H和(100)面。

    如图6D所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和
    231.7eV处的峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,233.12eV和235.91eV
    处的峰对应Mo6+,226.2eV对应S 2s轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为
    30%。

    如图6E所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV 和
    162.3eV处的峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面
    积,可以算得1T含量大约为30%。

    如图6F所示,Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)中W 4f的XPS图,图中31.7eV和33.9eV
    处的峰对应1T W4+,32.6eV和34.5eV处的峰对应2H W4+,35.7eV和37.8eV处的峰对应W6+,此
    外,39.3eV和36.6eV处的峰分别对应W 5p轨道及Mo 4p轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可
    以算得1T含量大约为30%。

    结合附图6C、6D、6E和6F,产物Mo0.87W0.13S2(30%1T,70%2H)的相态为八面体结构
    的金属性1T相占比30%,三棱柱结构的半导体性2H相占比70%。

    实施例6:Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的合成

    (1)取0.25mmol,0.3120g的钼酸铵,0.25mmol,0.8743g钨酸铵及30mmol,2.3067g
    的硫脲及35mL水加入以50mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热24小时,然后升温至240℃并保持24
    小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    对上述实施例6的结果进行分析,如图7A所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的SEM
    图,通过SEM图可以说明最终得到的Mo0.87W0.13S2为纳米花状。

    如图7B所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明产物组分
    原子含量占比为硫元素63.05%、钼元素32.21%,钨元素4.73%。W:Mo≈1:6.8,对应W的含
    量约为13%。

    如图7C所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的XRD图,图中9°,14°,33°分别 对应
    (002)1T,(002)2H和(100)面。

    如图7D所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)中Mo 3d的XPS图,图中228.6eV和
    231.7eV处的峰对应1T Mo4+,229.2eV和232.4eV处的峰对应2H Mo4+,233.12eV和235.91eV
    处的峰对应Mo6+,226.2eV对应S 2s轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为
    10%。

    如图7E所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV和
    162.3eV处的峰对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面
    积,可以算得1T含量大约为10%。

    如图7F所示,Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)中W 4f的XPS图,图中31.7eV和33.9eV
    处的峰对应1T W4+,32.6eV和34.5eV处的峰对应2H W4+,35.7eV和37.8eV处的峰对应W6+,此
    外,39.3eV和36.6eV处的峰分别对应W 5p轨道及Mo 4p轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可
    以算得1T含量大约为10%。

    结合附图7C、7D、7E和7F,产物Mo0.87W0.13S2(10%1T,90%2H)的相态为八面体结构
    的金属性1T相占比10%,三棱柱结构的半导体性2H相占比90%。

    实施例7:WS2(80%1T,20%2H)的合成

    (1)0.5mmol,1.7485g钨酸铵及30mmol,2.3067g的硫脲及35mL水加入以50mL聚四
    氟乙烯为内胆的水热釜中;

    (2)混合后放入提前升温至200℃的烘箱,加热24小时;

    (3)反应结束后自然冷却,将反应得到的产物离心分离,用水洗两次,乙醇洗两次。

    本实施例中,添加的反应物原料中钼的含量为0,对上述实施例7的结果进 行分
    析,如图8A所示,WS2(80%1T,20%2H)的SEM图,通过SEM图可以说明最终得到的WS2为纳米片
    状。

    如图8B所示,WS2(80%1T,20%2H)的EDX图,通过EDX图可以说明产的组分原子含
    量占比为硫元素66.66%、钨元素33.33%,W:S≈1:2。

    如图8C所示,WS2(80%1T,20%2H)的XRD图,图中9°,18°,33°分别对应(002)1T,
    (004)1T和(100)面。

    如图8D所示,WS2(80%1T,20%2H)中W 4f的XPS图,图中31.7eV和33.9eV处的峰对
    应1T W4+,32.6eV和34.5eV处的峰对应2H W4+,35.7eV和37.8eV处的峰对应W6+,此外,39.3eV
    处的峰对应W 5p轨道。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T含量大约为80%。

    如图8E所示,WS2(80%1T,20%2H)中S 2p的XPS图,图中161.2eV和162.3eV处的峰
    对应1T S2-,162.1eV和163.3eV处的峰对应2H S2-。通过比较1T和2H的峰面积,可以算得1T
    含量大约为80%。

    结合附图7C、7D、7E和7F,产物WS2(80%1T,20%2H)的相态为八面体结构的金属性
    1T相占比80%,三棱柱结构的半导体性2H相占比20%。

    如表1所示,为过渡金属二硫化钼钨纳米片温度与组分的关系及温度与相态的关
    系,加热的温度越高,过渡金属二硫化钼钨纳米片中的2H相含量越高;加热的温度越高,过
    渡金属二硫化钼钨纳米片中的钨的含量越高,加热时间越长,过渡金属二硫化钼钨纳米片
    中的2H相含量越高。

    温度(℃)
    W的含量(%)
    1T相含量(%)
    200
    4
    ~80
    220
    8
    ~60
    240
    13
    ~30

    表1为过渡金属二硫化钼钨纳米片温度与组分的关系及温度与相态的关系。

    关 键 词:
    制备 组分 相态 可调 过渡 金属 二硫化钼 纳米 方法
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