WS2納米材料由於結(jié)構(gòu)各向異性,不同形貌結(jié)構(gòu)對(duì)其性能有著相當(dāng)顯著的影響,因此研究者通過(guò)探索拓展WS2新的製備方法,實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)和形貌的調(diào)控製備,使之在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。下面,我們一起來(lái)瞭解二硫化鎢納米材料的水熱合成與光吸收性能研究。
(1)用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)輔助水熱法製備了球狀、線狀、棒狀、片狀的低維WS2納米結(jié)構(gòu),以及一種納米片聚集的WS2納米花分層結(jié)構(gòu)。隨著CTAB在溶液中濃度的不同,自發(fā)形成不同形態(tài)(球狀、柱狀、層狀及六方有序等)的膠束,這些膠束在水熱法製備WS2時(shí)可以起到一種軟範(fàn)本的作用。對(duì)不同形貌的WS2納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行紫外可見光譜測(cè)試,表明WS2納米材料在可見光區(qū)域存在比較寬的吸收範(fàn)圍,其在光催化方面將具有廣泛的應(yīng)用前景。
(2)採(cǎi)用聚乙二醇(PEG-20000)輔助水熱法合成了一種由納米顆粒組裝的WS2納米纖維結(jié)構(gòu)。PEG-20000長(zhǎng)鏈分子在WS2納米纖維結(jié)構(gòu)形成中起著,提供可嵌入形核點(diǎn)的範(fàn)本的作用。由於WS2納米纖維結(jié)構(gòu)尺寸小、比表面積大,在可見光區(qū)域不僅具有比較寬的吸收範(fàn)圍,還具有較強(qiáng)的吸光性,表明其在光催化方面將具有較大的應(yīng)用前景。
(3)以矽酸鈉為添加劑,採(cǎi)用水熱法製備合成了一種納米薄片組裝的WS2納米球。該納米球尺寸均一,直徑在1微米左右,納米薄片厚度在10-20nm左右。另外,採(cǎi)用複合表面活性劑CTAB及F127輔助水熱法合成出一種具有多孔結(jié)構(gòu)的花狀WS2結(jié)構(gòu)。納米花直徑在200nm-300nm左右,該納米花是由WS2納米顆粒組裝的納米片交錯(cuò)聚集在一起組裝而成。由於該WS2納米球與納米花結(jié)構(gòu)均具有較大的比表面積(53.521m2g-1,78.331m2g-1),在可見光區(qū)域有一個(gè)比較寬的吸收範(fàn)圍,因此二者在光催化方面將具有良好的應(yīng)用前景。
(4)採(cǎi)用水熱法合成了WS2/TiO2微球、WO3/TiO2納米複合物。WS2/TiO2微球結(jié)構(gòu)疏鬆多孔,直徑在300-350nm左右,組裝單元納米顆粒尺寸在10-15nm左右。WS2/TiO2複合物在紫外可見光範(fàn)圍記憶體在一個(gè)寬的吸收區(qū)域,擴(kuò)展了TiO2光吸收的波長(zhǎng)範(fàn)圍,增強(qiáng)了WS2/TiO2複合物的吸光能力,使光照產(chǎn)生的電子-空穴量增大,有利於提高光催化活性。研究表明,WO3/TiO2複合物的吸收帶發(fā)生紅移,複合物的禁帶寬度明顯降低,吸光強(qiáng)度顯著提高,對(duì)部分可見光有吸收。
(5)採(cǎi)用水熱法合成氧化鎢,再高溫硫化製備WO3/WS2複合物,該複合物為尺寸在60-100nm左右,顆粒外殼和顆粒中心分別為WS2和WO3。該複合物在紫外可見光範(fàn)圍記憶體在寬的吸收範(fàn)圍,因?yàn)閃S2與WO3相互作用,能有效促進(jìn)光生電子和空穴的分離,使光照產(chǎn)生的電子-空穴量增大,延長(zhǎng)光生載流子的壽命,共同增強(qiáng),為WO3/WS2納米複合物在紫外可見光內(nèi)有較好的催化活性提供了可能。