[发明专利]一种二硫化钼纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二硫化钼纳米材料及其制备方法，属于二硫化钼制备技术领域。本发明以多用途绿色溶剂——离子液体的水溶液作为电解液及修饰剂，在外电压辅助下从二硫化钼棒材或块材上层层剥离制备原位功能化的二硫化钼纳米材料。本发明的制备方法既节能环保又高效高产，具有低消耗、低成本、高产率、绿色环保等优点；同时，本发明不仅实现了高质量二硫化钼纳米材料的大规模制备，而且在其制备过程中离子液体功能基团通过物理吸附和化学键作用原位改性，解决了限制二硫化钼广泛应用以及性能调控的两大瓶颈问题，有利于二硫化钼在多领域的应用。

技术领域

本发明涉及二硫化钼制备技术领域，具体涉及一种二硫化钼纳米材料及其制备方法。

背景技术

制备MoS₂材料的方法，主要可以分为两大类：物理方法和化学方法。物理法主要包括有：物理气相沉积法(PVD)、微机械力剥离法和液相剥离法等。化学方法主要为：水热法、化学气相沉积法(CVD)、硫化法、电化学沉积法等。但这些方法存在以下不足：制备过程繁琐、产率低、成本高、不环保，严重阻碍了MoS₂材料的大规模、大批量生产，从而导致其应用范围受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二硫化钼纳米材料及其制备方法，以解决现有制备工艺过程繁琐、产率低、成本高、不环保的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种二硫化钼纳米材料的制备方法，该制备方法通过将两个二硫化钼棒分别作为正负电极置于离子液体水溶液中并在外电压作用下电解，剥离二硫化钼棒，制得二硫化钼纳米材料。

本发明所采用的原料是二硫化钼棒(块)，电解液为离子液体水溶液，再外加一个直流电源或直流脉冲电源，就能绿色、高效的制备出纳米二硫化钼材料。

本发明通过调控离子液体水溶液的浓度和外电压的大小可实现二维层状二硫化钼纳米材料的结构和性能的高效调控，并实现批量化制备表面功能化的单层或少层二硫化钼纳米粉体，且具有非常高的产率。

本发明实现了二硫化钼纳米粉体在制备过程中高密度地原位改性，解决了其易团聚和难分散的技术问题，且通过高密度改性可调控其物理化学性质，满足不同领域的使用性能要求。

此外，本发明采用的离子液体水溶液可循环使用，且在外电压辅助下，制备原位修饰的二硫化钼纳米材料，既节能环保又高效高产，具有低消耗、低成本、高产率、绿色环保等优点；同时，本发明不仅实现了高质量二硫化钼纳米材料的大规模制备，而且在其制备过程中离子液体功能基团通过物理吸附和化学键作用原位改性，解决了限制二硫化钼广泛应用以及性能调控的两大瓶颈问题，有利于二硫化钼在多领域的应用。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法包括以下具体步骤：

(1)将离子液体加入去离子水中，搅拌均匀，制得离子液体水溶液；

(2)将两个二硫化钼棒插入所述离子液体水溶液中，并采用绝缘夹具固定两个二硫化钼棒以确保正负电极之间距离恒定，用导线将两个二硫化钼棒分别与直流电源的正极和负极连接，设定工作电压≤20V，进行剥离；随着反应进行，溶液中出现沉淀物，该沉淀物为二硫化钼纳米材料。

本发明在制备离子液体水溶液时，离子液体和去离子水可以任意比混合，可以通过磁力或机械搅拌，形成均匀的离子液体水溶液。

本发明在进行剥离时，其剥离时间也可以任意设置，只要满足有沉淀物产生即可。剥离时的工作电压设置成小于等于20V，以避免电压过大导致离子液体发生交联、聚合，从而影响离子液体水溶液的性能并导致无法正常剥离。优选地，工作电压为10V。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(1)中，离子液体与去离子水的体积比为1：(4-8)。