微-納米六方相二硫化鉬的可控制備與表征.pdf

1、二硫化鉬具有層狀的分子結(jié)構(gòu)，層與層之間以鍵能很低的范德華力結(jié)合，容易滑移，因而二硫化鉬材料的物理化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能非常獨(dú)特，潤滑性能優(yōu)良，被譽(yù)為“固體潤滑劑之王”。尤其是微/納米級的二硫化鉬材料，因其比表面積較大、吸附能力強(qiáng)、催化反應(yīng)活性高等特點(diǎn)，常被用于制備特殊的催化材料與貯氣材料，近年來二硫化鉬的理論和應(yīng)用研究倍受關(guān)注。
　　本研究主要通過表面活性劑輔助水熱法、模板-界面合成法、前軀體四硫代鉬酸銨先期制備及其液相還原法合成二硫

2、化鉬、室溫濕固相機(jī)械球磨法等近年來新興的新技術(shù)和新方法成功地制備了微/納米二硫化鉬，并對合成條件進(jìn)行了優(yōu)化探索，對產(chǎn)物進(jìn)行了科學(xué)表征，同時對產(chǎn)物形成機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　首先，以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)輔助水熱法，制備出了微/納米二硫化鉬，采用了 X-射線衍射儀(XRD)、傅立葉交換紅外光譜儀(FT-IR)和透射電子顯微鏡(TEM)對粉體的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征分析；從微觀結(jié)構(gòu)理論的角度分析了CTAB的加入對反應(yīng)過程和產(chǎn)

3、物的影響。然后，利用模板－界面合成法制備微/納米二硫化鉬，利用 XRD等對所得產(chǎn)物的物相進(jìn)行了分析，探討了模板-界面合成法的反應(yīng)機(jī)理。最后，以自制二鉬酸銨和硫化銨為原料在超聲輔助下制備了四硫代鉬酸銨，采用了 XRD、FT-IR、LRS對其物相及純度進(jìn)行分析，借助綜合熱分析(TG-DSC)方法研究了四硫代鉬酸銨的熱分解機(jī)理；同時以四硫代鉬酸銨為原料，采用液相還原法和室溫濕固相機(jī)械球磨法成功地制備了微/納米二硫化鉬，以XRD、SEM對所得樣

4、品的物相結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析表征。
　　研究結(jié)果表明，表面活性劑輔助水熱法所得產(chǎn)物以球狀的六方相二硫化鉬為主，隨著水熱處理溫度的升高，產(chǎn)物的晶化程度有所強(qiáng)化，但產(chǎn)物的團(tuán)聚現(xiàn)象也相應(yīng)明顯加大，系統(tǒng)的對比研究確定了最佳反應(yīng)溫度為180℃，在此水熱處理溫度下，不需經(jīng)過惰性氣體保護(hù)下的高溫煅燒，即可得到納米級六方晶相二硫化鉬。
　　幾種模板-界面合成方案中，以二硫化碳+硫粉為硫源時所得產(chǎn)物的晶化程度最高。通過與煅燒后樣品對比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過

5、惰性氣體保護(hù)下的高溫煅燒更有利于產(chǎn)物樣品的晶化。
　　以二鉬酸銨和硫化銨為原料在60℃條件下，反應(yīng)1h即可得到棕紅色純度高的八面體四硫代鉬酸銨晶體，晶體發(fā)育良好，晶型完整，而且實(shí)驗(yàn)過程避免使用有害氣體硫化氫，反應(yīng)條件緩和，操作簡便。熱分析結(jié)果表明，四硫代鉬酸銨在180℃-230℃溫度區(qū)間，吸熱后發(fā)生分解，轉(zhuǎn)化成三硫化鉬，同時失去兩個氨分子和一個硫化氫分子，而在310℃-470℃溫度區(qū)間，中間體三硫化鉬受熱繼續(xù)分解，釋放出一分子升華