專(zhuān)利名稱：一種二硫化鉬納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體地，是二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法。
背景技術(shù)：
核一殼結(jié)構(gòu)(Core-Shell)的復(fù)合材料是一類(lèi)具有雙層或多層結(jié)構(gòu)的粒子，一般由中心的核以及包覆在外部的殼組成，由于改變核的材料種類(lèi)及調(diào)整殼層厚度可以得到理想的具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料，過(guò)渡金屬硫化物核殼結(jié)構(gòu)及中空結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，而在摩擦學(xué)、藥物傳輸載體、光子晶體、催化劑和能量存儲(chǔ)以及高性能復(fù)合材料等許多技術(shù)領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，其中，MoS2具有特殊的六方晶系層狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其層內(nèi)通過(guò)很強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合，而層與層之間通過(guò)弱的范德華力相結(jié)合，層內(nèi)鍵作用強(qiáng)而層間相對(duì)較弱，使得層間的抗剪切能力很弱，因此，MoS2具有許多奇特的性能而被廣泛應(yīng)用于固體潤(rùn)滑、儲(chǔ)氫材料、儲(chǔ)鋰電極材料、催化加氫、光催化等領(lǐng)域。
合成納米核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的常用方法有高溫固相法、溶膠-凝膠法、水熱法等；其中，高溫固相法的反應(yīng)條件苛刻，操作繁瑣，生成物不均勻、形狀無(wú)規(guī)則；溶膠-凝膠法的步驟繁瑣，成本高，材料易脆裂，一些有機(jī)溶劑對(duì)人體有害，而水熱法具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、產(chǎn)物形狀規(guī)則、粒徑均勻等優(yōu)點(diǎn)，而MoS2納米核殼納米結(jié)構(gòu)的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少，且成本高、工藝復(fù)雜，中國(guó)專(zhuān)利201210044621. O公布一種新型核-殼-冠結(jié)構(gòu)無(wú)溶劑納米流體的制備方法，采用直接還原法制得表面帶羥基的納米二硫化鑰顆粒，加入帶磺酸基團(tuán)的表面修飾劑進(jìn)行磺化處理，并調(diào)節(jié)PH和反應(yīng)溫度，最后通過(guò) 強(qiáng)酸和弱堿的正負(fù)電荷相互作用牢固結(jié)合上三取代胺，去除溶劑得到均一穩(wěn)定的納米流體；但是，由于納米粒子在制備過(guò)程中容易團(tuán)聚，現(xiàn)有技術(shù)得到的MoS2納米核殼納米結(jié)構(gòu)形貌不易控制，并且現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜，影響其在摩擦學(xué)、光化學(xué)、催化等領(lǐng)域中的規(guī)?；瘧?yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)單及產(chǎn)率高的二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法。
(I)配制溶液將Na2MoO4 · 2H20、Na2S、抗壞血酸溶于混合溶劑中，溶解得到溶液， 再加入表面活性劑，通過(guò)離心攪拌使其均勻的分散到溶液中，最后用堿調(diào)節(jié)溶液的pH值為 12 14; (2)將步驟(I)得到的溶液攪拌后，移入不銹鋼反應(yīng)釜，密封，恒溫反應(yīng)后，冷卻至室溫，得到反應(yīng)產(chǎn)物；(3)分離上述反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌、真空干燥，得到二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)。
所述混合溶劑為水-乙二醇混合溶劑或水-乙醇混合溶劑，按照體積比1:2混合。
所述表面活性劑為C13H22ClN陽(yáng)離子表面活性劑。
所述溶液中Na2MoO4CH2O 的濃度為 O. 03 O. 05 mol/L。
所述溶液中，Na2MoO4·2Η20, Na2S,抗壞血酸的物質(zhì)的量之比為1.0:2. 5^3. 5:1. 5^2. 5，優(yōu)選 L 0:3. 0^3. 5:2. 0^2. 5，進(jìn)一步優(yōu)選 1:3:2。
所述溶液中，表面活性劑與Na2MoO4CH2O的物質(zhì)的量之比為1: 4 8，優(yōu)選1: 5 8，進(jìn)一步優(yōu)選1:5。
所述反應(yīng)溫度為160°C 200°C，保溫時(shí)間為24 48 h。
本發(fā)明制備過(guò)程中，所有試劑均為商業(yè)產(chǎn)品，不需要再制備。
本發(fā)明方法的成本價(jià)廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，產(chǎn)物差率高，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。


圖1為二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的XRD譜圖；圖2為本發(fā)明制得的二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的低倍場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)照片； 圖3為本發(fā)明制得的二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的高倍場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)照片； 圖4為實(shí)施例1所制備的產(chǎn)物添加到液體石蠟中的摩擦學(xué)特性。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施方式
進(jìn)一步描述本發(fā)明，由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明也可通過(guò)其它的不脫離本發(fā)明技術(shù)特征的方案來(lái)描述，因此所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
實(shí)施例1:將 0.88g Na2MoO4*2H20,0. 94g Na2S、和 O. 41g 抗壞血酸加入 60 ml 的乙醇-水(2:1) 混合溶劑中，溶解得到澄清溶液，然后加入O. 30 g C27H5tlClN,完全溶解后，再用211101*!/1的 NaOH調(diào)節(jié)pH值至12，攪拌30 min后，將混合液轉(zhuǎn)移至100 ml的不銹 鋼反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中于180°C保溫36 h，冷卻至室溫，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)離心分離后，分別用去離子水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，最后在真空條件下80°C干燥10 h得到灰黑色的產(chǎn)物粉末，即二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)。
圖1的XRD圖譜說(shuō)明XRD峰位與標(biāo)準(zhǔn)衍射圖(PDF No. 37-1492)相一致，產(chǎn)物為純的MoS2納米結(jié)構(gòu)，圖2為產(chǎn)物的低倍SEM照片，可以明顯看到大量球狀結(jié)構(gòu)，其中有一部分空心微球生長(zhǎng)不完全，形成半空球結(jié)構(gòu)，在半空球內(nèi)部明顯的看到有內(nèi)核存在，形成了鮮明的核殼結(jié)構(gòu)，其直徑約為500 800 nm，厚度50 100 nm的MoS2納米片，圖3為高倍的 SEM照片，進(jìn)一步說(shuō)明產(chǎn)物的的直徑為I 2 um,內(nèi)核為500 nm左右，球外部存在明顯的花狀結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例2:將 1.21g Na2MoO4·2Η20U. 36g Na2S、和1. 76g 抗壞血酸加入 60 ml 的乙二醇-水(2:1) 混合溶劑中，溶解得到澄清溶液，然后加入O. 27 g C27H5tlClN,完全溶解后，再用211101*!/1的 NaOH調(diào)節(jié)PH值至14，攪拌30 min后，將混合液轉(zhuǎn)移至100 ml的不銹鋼反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中于160 °C保溫48h，冷卻至室溫，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)離心分離后，分別用去離子水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，最后在真空條件下80°C干燥10 h得到灰黑色的產(chǎn)物粉末，即二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)，實(shí)施例2的XRD圖和SEM照片類(lèi)似實(shí)施例1。
實(shí)施例3:將 O. 73g Na2Mo04.2H20、0· 59g Na2S、和1. 06g 抗壞血酸加入 60 ml 的乙二醇-水(2:1) 混合溶劑中，溶解得到澄清溶液，然后加入O. 32 g C27H5tlClN,完全溶解后，再用211101*!/1的 NaOH調(diào)節(jié)PH值至13，攪拌30 min后，將混合液轉(zhuǎn)移至100 ml的不銹鋼反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中于200 °C保溫24h，冷卻至室溫，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)離心分離后，分別用去離子水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，最后在真空條件下80°C干燥10 h得到灰黑色的產(chǎn)物粉末，即二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)，實(shí)施例3的XRD圖和SEM照片類(lèi)似實(shí)施例1。
實(shí)施例4 將實(shí)施例1所制備的具有核殼結(jié)構(gòu)的納米MoS2與普通商品用MoS2分別添加到石蠟中， 其中MoS2的含量為1%，超聲分散均勻后，使用CETR UMT-2摩擦試驗(yàn)機(jī)考擦MoS2對(duì)石蠟?zāi)Σ列阅艿挠绊?，?shí)驗(yàn)中所用盤(pán)片為45#鋼，直徑為2 cm;球?yàn)?40C不銹鋼，直徑為10 mm ;轉(zhuǎn)速為150 r/min，時(shí)間為30 min。
圖4是以核殼納米MoS2和商品用MoS2分 別作為添加劑時(shí)對(duì)石蠟?zāi)Σ列阅艿挠绊懬€；由圖可看出，在本實(shí)驗(yàn)條件下，核殼結(jié)構(gòu)納米MoS2具有較小的摩擦系數(shù)，且隨載荷的增加其摩擦系數(shù)的變化較為平緩。
權(quán)利要求
1.一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (I)配制溶液將Na2MoO4 2H20、Na2S、抗壞血酸溶于混合溶劑中，溶解得到溶液，再加入表面活性劑，通過(guò)離心攪拌使其均勻的分散到溶液中，最后用堿調(diào)節(jié)溶液的pH值為12 14 ; (2)將步驟(I)得到的溶液攪拌后，移入不銹鋼反應(yīng)釜，密封，恒溫反應(yīng)后，冷卻至室溫，得到反應(yīng)產(chǎn)物；(3)分離上述反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌、真空干燥，得到二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述混合溶劑為水-乙二醇混合溶劑或水-乙醇混合溶劑，水與乙二醇或乙醇按照體積比1:2混合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述表面活性劑為C13H22ClN陽(yáng)離子表面活性劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中Na2MoO4CH2O的濃度為0. 03 0. 05 mol/L。
5.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中，Na2Mo04*2H20、Na2S、抗壞血酸的物質(zhì)的量之比為1. 0:2. 5 3. 5:1. 5 2. 5。
6.如權(quán)利要求5所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中，Na2Mo04*2H20、Na2S、抗壞血酸的物質(zhì)的量之比為1. 0:3. 0 3. 5:2. 0 2. 5。
7.如權(quán)利要求6所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中，Na2Mo04*2H20、Na2S、抗壞血酸的物質(zhì)的量之比為1:3:2。
8.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中，表面活性劑與Na2MoO4CH2O的物質(zhì)的量之比為1:4 8。
9.如權(quán)利要求8所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述溶液中，表面活性劑與Na2MoO4CH2O的物質(zhì)的量之比為1:5。
10.如權(quán)利要求1所述的一種二硫化鑰納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)溫度為160°C 200°C，保溫時(shí)間為24 48 h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種二硫化鉬納米核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，采用的是溶劑熱合成法，具體方法如下(1)將Na2MoO4 2H2O、Na2S、抗壞血酸溶于混合溶劑中，再加入表面活性劑，通過(guò)離心攪拌使其均勻的分散到溶液中，最后用酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為12~14；(2)將步驟(1)得到的溶液攪拌后，移入不銹鋼反應(yīng)釜，密封，恒溫反應(yīng)后，冷卻至室溫，得到反應(yīng)產(chǎn)物；(3)分離上述反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌、干燥，得到二硫化鉬納米核殼納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，制備得到的產(chǎn)品純度高、產(chǎn)率高，并在摩擦學(xué)、光化學(xué)、鋰電等領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用，有望用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B82Y30/00GK102992405SQ20121052483
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者唐華, 唐國(guó)鋼, 李長(zhǎng)生, 楊小飛 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)