如何製備金屬銀/二硫化鎢夾層複合材料?

金屬銀/二硫化鎢夾層複合材料通過將金屬銀離子插入WS2層間製備得到。該製備參照一定實驗原理,工藝簡單且操作方便。製備所得夾層複合材料的導電性能較二硫化鎢有很大提高。

二硫化鎢圖片

二硫化鎢是一種新型的二維材料,其以S-W-S夾心層為基本結構單元,層與層之間僅以弱的範德華作用力結合。我們可以將金屬銀離子插入WS2層間形成金屬銀/二硫化鎢夾層複合材料,使其導電材料和潤滑材料均有廣闊的應用前景。

金屬銀/二硫化鎢夾層複合材料的製備可以參照以下實驗原理:

二硫化鎢與正丁基鋰在一定條件下可反應形成夾層化合物LixWS2。利用LixWS2與水反應即可得到單分子層的WS2,並進一步製備夾層複合材料。該反應的方程式為:

LixWS2+(x-y)H2O→[WS2Y-(單分子層)+xLi+ +(x-y)OH-]aq+(x-y)/2H2↑

基於以上反應,該實驗採用一種高分子保護條件下得金屬單質的插層方法,先將聚合物與含有金屬離子的水溶液混合形成均勻的溶膠體系,然後將溶膠插入到單層二硫化鎢層間,最後對金屬離子進行還原即得到含高分子和金屬單質的二硫化鎢插層複合材料。

金屬銀/二硫化鎢夾層複合材料具體製備過程如下:

1.稱取0.5 g的硝酸銀,溶于水配成10%的水溶液,加入等摩爾的氫氧化鈉水溶液,將硝酸銀轉化為氧化銀,用去離子水洗滌數遍後溶解於15%的稀氨水中並與含1 g聚乙烯醇的15%的水溶液混合均勻,反應方程為:Ag2O+4NH3-H2O→2Ag(NH3)2OH+3H2O;

氨水圖片

2.將所得的混合溶液加入含0.75 g的LiWS2水溶液中,攪拌24 h後,逐滴加入過量0.1 M的甲酸水溶液對銀進行還原,反應產物經離心分離和去離子水洗滌後,真空乾燥,即得到金屬銀/二硫化鎢插層複合材料。

利用此方法製備的金屬銀/二硫化鎢插層複合材料,金屬離子已被完全轉化成金屬單質,它的導電性能較二硫化鎢有很大提高。這種製備方法工藝簡單,操作方便且易於工業化,在導電材料和潤滑材料領域具有潛在應用價值。

 

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