[发明专利]一种单层或少层二硫化钨纳米片的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可见光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种单层或少层二硫化钨纳米片的制备方法。

背景技术

石墨烯-碳的二位纳米结构，由于其独特的结构和物理性能在过去几年内激发了科研工作者极大的兴趣。同时，作为石墨烯类似物，一些具有原子级厚度的二维纳米结构无机化合物，如过渡金属硫化物（TMDCs，包括MoS₂、WS₂、TiS₂等），过渡金属氧化物（TMOs，包括MoO₃、WO₃等）和六硼氮化物（h-BN）在科学和技术领域已经引起了相当大的关注。这些二维结构呈现出独特的物理和化学性能以及在光电子学和光子学中的应用已经得到了证实。在这些材料中，块状WS₂由于窄的间接带隙限制了其在光电子中的应用，而二维WS₂纳米片能使其性质发生巨大变化从而具有一系列潜在的应用价值。据报道证实二维WS₂纳米片可以通过不同的方法获得，而科尔曼和他的同事报道的液相剥离法被认为是大规模生产单层或少层WS₂纳米片最有效的方法。目前制约其发展有两大因素-低产率和对溶剂的高依懒性。N-甲基吡咯烷酮和其它吡咯烷酮基溶剂是最适合剥离WS₂的溶剂，然而这些吡咯烷酮基溶剂一般有毒、沸点高，在工业上容易构成重大的环境风险。尽管科研工作者在低沸点极性小分子溶剂中剥离WS₂也做了许多努力，但是效果并不理想。由于块状材料与极性小分子溶剂（水、乙醇、甲醇等）表面张力的不匹配，产生的空化气泡只能出现在晶体的边缘不足以克服晶体层间的范德华力。因此，克服这些缺点实现块状WS₂在极性小分子溶剂（水、乙醇等）中的有效剥离是一种极大的兴趣和挑战。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且环境友好的单层或少层二硫化钨纳米片的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种单层或少层二硫化钨纳米片的制备方法，其特征在于具体步骤为：将WS₂粉体溶于乙醇与去离子水的混合溶液中，使WS₂的浓度为8mg/mL，超声辅助剥离8h，再经过离心30min去除未剥离的沉淀物后得到单层或少层WS₂纳米片悬浮液。

进一步优选，所述的乙醇与去离子水的混合溶液中乙醇与去离子水的体积比为7:3。

本发明工艺操作简单，反应条件温和，所用试剂绿色环保。

附图说明

图1是本发明实施例4制得的单层或少层的WS₂纳米片的TEM图谱。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

配制乙醇与去离子水（体积比为1:9）的混合溶液A，称取适量WS₂粉体置于溶液A中使WS₂的浓度为8mg/mL，所得溶液记为溶液B；对溶液B进行超声辅助剥离8h；再将得到的悬浮液置于离心机中，在2000g的离心力中去除未剥离的沉淀物后得到单层或少层WS₂纳米片悬浮液。

实施例2

配制乙醇与去离子水（体积比为3:7）的混合溶液A，称取适量WS₂粉体置于溶液A中使WS₂的浓度为8mg/mL，所得溶液记为溶液B；对溶液B进行超声辅助剥离8h；再将得到的悬浮液置于离心机中，在2000g的离心力中去除未剥离的沉淀物后得到单层或少层WS₂纳米片悬浮液。

实施例3

配制乙醇与去离子水（体积比为5:5）的混合溶液A，称取适量WS₂粉体置于溶液A中使WS₂的浓度为8mg/mL，所得溶液记为溶液B；对溶液B进行超声辅助剥离8h；再将得到的悬浮液置于离心机中，在2000g的离心力中去除未剥离的沉淀物后得到单层或少层WS₂纳米片悬浮液。

实施例4