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二硫化钨
十一维纳米商城 / 2019-09-10

 二硫化钨

二硫化钨的简介

答:WS2的晶体结构和MoS2类似,也是密排六方的层状结构。钨原子和硫原子问有强的化学键相连接,而层问硫原子与硫原子之间由弱的分子键相连接。层与层之间的结合力仍为范德华力,与MoS2相比,WS2的层间距较大,摩擦系数更低,在0.03 ~0.05之间。

WS2几乎在所有的介质中都不溶解,包括水,油,碱和几乎所有的酸。但它对游离的气态氟、热硫酸与氢氟酸比较敏感。WS2的热稳定性比MoS2更好。在大气中的分解温度为510℃ -539℃迅速氧化,真空中分解温度为1150℃WS2使用温度范围比MoS2更广。WS2的抗辐射性强于石墨、MoS2,具有良好的润滑性能,不仅适用于通常润滑条件,而且可以用于高温、高压、高真空、高负荷,有辐射及有腐蚀性介质等苛刻的工作环境。

References

[1]朱雅君, 张学斌, 冀翼,. 纳米二硫化钨和二硫化钼的制备方法及应用[J]. 广州化工, 2012, 40(3):4-6.

 

二硫化钨的制备方法?

答:主要分为天然法和化学合成法两种。

1)天然法

纳米WS,MoS2具有优异的性能和广阔的应用前景,所以国内外对纳米WS2MoS2制备及应用都进行了大量的研究。MoS2可以由天然法,即辉钼精矿提纯法制备,该法是将高品质的钼精矿经过一定的物理和化学作用,除去辉钼精矿中的酸不溶物、Si02FeCu.CaPb等杂质,再进一步细化,获得纳米MoS2。美国Climax钼公司就是采用了这种方法生产MoS2".这种方法制成的纳米MoS2,能够保持天然的MoS2晶形,润滑性能较好,适合制成润滑剂。但是,采用天然法生产的纳米MoS2纯度不高,提纯技术还有待于进一步改进。WS, 的天然矿物比较罕见,一般通过化学方法制取,这使得WS2的成本较高,WS2的价格一般是MoS23倍左右。因此,考虑到成本及润滑效果,当温度低于400 C时,在普通大气下工作时建议用成本较低的MoS2,当温度较高时最好用WS2 ;在真空中,两者的润滑性能几乎相同,在1300 C以下都有润滑能力,建议用成本较低的MoS2

2)化学合成法

合成法可生产纯度高、杂质少、粒度细的硫化物,而且能制备出符合不同功能需求的硫化物,因此用合成法生产纳米硫化物一直倍受关注。目前纳米MoS2的制备方法有很多,如四硫代钨酸铵和四硫代钼酸铵热分解法 , 硫化氢或硫蒸汽还原法、高能球磨法、碳纳米管空间限制法口、水热合成法的高能物理手段和化学法结合等等。总体而言,制备方法有两种,可以直接将钨源与硫源反应得到纳米WS2,或者先将钨源与硫源反应,得到前躯体,再将前躯体通过适当的方法分解或还原成纳米WS2

References

[1]朱雅君, 张学斌, 冀翼,. 纳米二硫化钨和二硫化钼的制备方法及应用[J]. 广州化工, 2012, 40(3):4-6.

 

CVD二硫化钨的应用领域,科研及工业

答:目前,纳米WS2MoS2 纳米已成为国内外化学、物理、材料科学等领域研究的热点,除了广泛应用于固体润滑方面外,在催化剂、电极材料、电子探针等方面都有巨大的应用潜力。纳米WS2MoS2具有裂解性能好,反应活性高,催化性能稳定可靠,是新型的高效催化剂,在石油精炼方面有广泛的应用。R.Huirache- Acun~a等叫研究发现:通过WO2H2S中硫化的方法制备的纳米WS2,硫化的温度越高,则所得到的WS,催化效果越好;WS2的尺寸和形貌均影响催化性能;纳米WS2的催化效果比在相同条件下制得的纳米MoS2的催化效果更好。另外,日本名古屋研究所发现纳米wS2CO2转化为Co过程中,也具有极大的催化效果。WS,MoS2纳米管作为电极材料也具有潜在的应用价值。WS2MoS2纳米管中过渡金属原子有显著的催化作用,纳米材料又有优异的吸附动力学性能,而纳米管的内部结构又为储氢储锂提供了大的空间,使得它们能够大量的储氢、储锂,并且WS2MoS2纳米管电极的循环寿命也明显优于多晶材料,能够多次充放电D7- 1  。除此之外,Ashiri D明研究发现WS2纳米管有很好的机械性能,其硬度完全满足电子探针针尖的要求,而且扫描图效果也非常好,非常适用于电子探针材料。纳米WS2MoS2在其他方面的应用仍在进一步发掘之中。

[1]朱雅君, 张学斌, 冀翼,. 纳米二硫化钨和二硫化钼的制备方法及应用[J]. 广州化工, 2012, 40(3):4-6.

 

CVD二硫化钨制备过程中需要注意哪些变量?

答:主要有温度、生长时间和S源量等因素。

1)温度对 CVD 生长 WS2 影响最大, WO3 的气化速度随温度的升高而加快,从而提高了 WO3 的局部分压,有助于 WS2 成核。同时高温提高了 WO3 S 蒸汽在衬底表面的扩散速度,这可以促进 WS2 生长成膜,抑制其团聚在成核点形成体材料。另外,有些文献指出高温抑制了氧气对晶格的刻蚀,有助于提高结晶质量。

2)调节生长时间可以控制 WS2 晶粒的大小,较长时间能生长出连续的薄膜。

3)实验还发现过量的 S 蒸汽会抑制 WS2 生长,影响结晶质量。

References:

[1]巩哲, 何大伟, 王永生,. 化学气相沉积法在蓝宝石衬底上可控生长大面积高质量单层二硫化钨[J]. 发光学报, 2016, 37(8):984-989.

 

二硫化钨纳米片的应用领域?

答:单层过渡金属硫化物如 MoS2 WS2,是一种类石墨烯的新型二维材料。目前的研究结果表明,二维 TMDCs 具有类似于石墨烯的优良特性,尤其是在半导体逻辑器件方面, 比石墨烯用途更广。

References:

[1]巩哲, 何大伟, 王永生,. 化学气相沉积法在蓝宝石衬底上可控生长大面积高质量单层二硫化钨[J]. 发光学报, 2016, 37(8):984-989.

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