[发明专利]一种平板二硫化钨纳米片的水热制备方法

说明书

本发明属于材料物理与化学领域，特别涉及一种平板形貌的二硫化钨纳米片材料的制备方法，平板形貌的二硫化钨纳米片展现了突出的储能性能，解决了现有的清洁能源在时间、空间上分布不均匀，锂离子电池发展受限的问题。本发明以氯化钨、二乙基二硫代氨基甲酸钠以及十六烷基三甲基溴化铵作为原料，在一定的用量范围内达到摩尔比为2：1：1时，采用水热法可以制备出平板形貌的二硫化钨纳米片。其在储能材料方面的应用超过其它形貌（花状、管状、棒状）的二硫化钨纳米片，并且实验的可重复性高，具有优异的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及一种平板二硫化钨纳米片的水热制备方法，属于材料物理与化学领域。

背景技术

近年来，随着能源和环境问题的日益加剧，绿色可再生能源成为了研究热点。这些清洁能源在时间、空间上分布不均匀，需要匹配有相应的能量储存装置，如钠离子电池等进行有效存储和可控释放。然而，应用钠、钾取代锂离子电池，其中一个关键的科学问题是寻找合适的电极材料。二维材料由于其独特的物理和化学性质，广泛应用于传感、光电和储能等领域中，但是目前针对平板WS₂的电极材料、储能性能研究比较匮乏。具有原子厚度的二硫化钨纳米片表现出与本体化合物不同的独特性质，而且将体相材料剥离为单层或少层的超薄二维片层材料之后，这些材料保留了体相材料的大部分性能，同时由于量子效应的影响，还会导致这些超薄的二维材料呈现出新的性能。由于它的特殊电子结构在储能材料方面具有潜在的应用前景。

本发明专利提供了一种为了发展绿色可再生能源，克服能源污染和浪费的新型材料平板二硫化钨纳米片，在储能材料方面具有很大的发展前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种平板二硫化钨纳米片的水热制备方法。

本发明的平板形貌二硫化钨纳米片的水热制备方法，其特征如下：

以氯化钨、二乙基二硫代氨基甲酸钠、十六烷基三甲基溴化铵作为原料，以无水乙醇为水热反应溶剂。搅拌30min后，使用带磁力搅拌的水热釜作反应设备，其中将氯化钨、二乙基二硫代氨基甲酸钠以及十六烷基三甲基溴化铵溶解在无水乙醇中，在220℃条件下磁力搅拌保温18h。将得到的水热产物用去离子水在离心机中洗涤3次，相同条件下用乙醇洗涤2次，每次离心5min，收集洗涤后的产物。将洗涤后收集的产物在50℃下真空干燥4h，得到黑色固体为平板形貌的二硫化钨纳米片。该方法的优势在于操作简单，得到的产物是结构完整、分散均匀的平板二硫化钨纳米片，并且平板二硫化钨纳米片的储能性能相较其它结构的二硫化钨纳米片更加优异。

本发明为实现上述发明目的设计了以下技术方案：

所采用的原料为氯化钨（WCl₆）、二乙基二硫代氨基甲酸钠（C₅H₁₀NNaS₂）、十六烷基三甲基溴化铵（C₁₉H₄₂NBr），并且氯化钨、二乙基二硫代氨基甲酸钠、十六烷基三甲基溴化铵在一定的用量范围内达到摩尔比为2：1：1时，可以制备出平板形貌的二硫化钨纳米片。

其具体的制备工艺如下：

（1）分别称量氯化钨0.210g和二乙基二硫代氨基甲酸钠0.576g以及十六烷基三甲基溴化铵0.09g溶解在无水乙醇中。

（2）将混合溶液转移到容量为100ml的聚四氟乙烯水热釜内衬管中，同时加入磁力搅拌子，在常温下搅拌30min后，放入水热釜中设置温度为220℃搅拌保温18h。

（3）将得到的水热产物用去离子水在离心机中洗涤3次，相同条件下用乙醇洗涤2次，每次离心5min，收集洗涤后的产物。

（4）将收集的产物在50℃下真空干燥4h，得到黑色固体为平板形貌的二硫化钨纳米片。