[发明专利]一种在反相微乳液中制备中空二硫化钼微球的方法

说明书

本发明提供了一种在反相微乳液中制备中空二硫化钼微球的方法，主要包括以下步骤：(1)将聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X‑100)、醇和环己烷混合均匀，得混合物A，均分为三份备用；在惰性气氛下将MoCl5溶解于一份混合物A中，得溶液B；将硫源和还原剂的水溶液分别加入一份A中，混合得微乳液C，D；随后将B、C、D混合得到反相微乳液E；(2)将反相微乳液E置于高压反应釜中，密闭后置于120‑250℃下反应3‑72h,冷却后，分离、洗涤、干燥得到黑色粉末样品，经扫描电镜和透射电镜表征制备的二硫化钼为粒径100～500nm的中空微球。本发明的制备工艺简单，原料丰富，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种在反相微乳液中制备中空MoS2微球的方法。

背景技术

二硫化钼属六方层状晶体，具有与石墨烯类似的层状结构，MoS2单层是由两个S原子层中间夹着一个Mo原子层所形成的S-Mo-S三明治结构，其层内为较强强的Mo-S共价键，层间则为较弱的范德华力。MoS2呈各向异性，层与层之间易滑移，具有较低的摩擦系数，层间较弱的作用力允许客体分子的插入，层边缘的不饱和Mo或S原子对一些加氢反应具有催化作用。MoS2因其结构的特殊性而具有优异的光、电、磁、润滑和催化性能，在催化加氢、润滑剂、储氢材料、储锂电极材料和光化学制氢材料等领域具有广泛的应用前景。

不同形貌和尺寸的MoS2具有不同的物理和化学特性，微纳米级尺寸MoS2相较于bulk-MoS2除具有纳米粒子的一系列相关尺寸效应外，还呈现出摩擦系数小、比表面积大、反应活性高和催化性能好等优异性能。研究发现，微球形貌的MoS2表现出较好的氢解和加氢催化活性(Journal of Catalysis 2010.269(2):269-280.)，且其尺度适中，可满足多种工业加氢装置的尺度及颗粒强度要求，是一种具有广泛应用前景的催化剂材料。此外中空MoS2微球结构相较于商业MoS2亦表现出更优异的摩擦学性能(Chinese Journal ofInorganic Chemistry 2010.26(8):1472-1476.)。迄今为止，人们已研究出多种MoS2微纳米材料的制备方法，如高温气固反应法、前驱体热分解法、化学气相沉积法、水热溶剂热法和微乳法等。其中高温气固反应法、前驱体热分解法和化学气相沉积法需要在高温及一定气氛下进行，操作条件要求苛刻。水热溶剂热法是无机纳米材料合成中常用的方法，这两种方法反应条件温和，所得产物结晶度高晶型好。专利CN103613137A以钼酸钠、硫脲为原料在180～240℃下水热法合成MoS2纳米片，片层堆积组成微米花球，具有较高结晶度。专利CN102992405A采用溶剂热法以钼酸钠、硫化钠为原料在水-乙醇混合溶剂中制备得到纳米核壳结构。通过向水热或溶剂热体系中添加表面活性剂等物质，可以得到不同形貌的MoS2结构。专利CN1994895A则在可溶性钼盐、硫代乙酰胺或硫脲组成的水热体系中添加了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM][BF4]，在200～240℃下水热反应20～24h，制备得到了粒径1～3μm的均一MoS2微球。专利CN102701281A向钼酸铵、硫代乙酰胺和盐酸羟胺的水溶液中添加表面活性剂F127或苄基三乙基氯化铵辅助水热法合成，得到了粒径为1～2μm的中空MoS2花状微球。可见，在水热体系中添加表面活性剂或离子液体等具有表面活性的物质辅助合成，可以在一定程度上控制粒子团聚并改善形貌，但是这种控制能力是极其有限的。