通过高温还原硫化路径合成高度排序的半孔晶体WS(2) 和MoS(2)
Yifeng Shi1, Ying Wan, Ruili Liu
1Department of Chemistry, Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials, Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Advanced Materials Laboratory, Fudan University, Shanghai, PR China.
Journal of the American Chemical Society
|July 13, 2007
概括
一种新的高温还原硫化方法通过使用模板合成有序的中孔金属硫化物. 这种技术可以产生具有受控结构和高表面积的二硫化物 (WS2) 和二硫化物 (MoS2) 等材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 无机化学 无机化学 有机化学
背景情况:
- 开发有序的半孔材料对于催化,储能和电子领域的应用至关重要.
- 合成具有受控纳米结构和高表面积的金属硫化物存在重大挑战.
- 模板化方法提供了一个有希望的途径,以实现所需的材料架构.
研究的目的:
- 演示一种高温还原硫化方法,用于合成高度排序的半孔金属硫化物晶体.
- 使用半孔作为硬模板,以创建二硫化物 (WS2) 和二硫化物 (MoS2) 的特定纳米结构.
- 为了研究合成的半孔金属硫化物的结构和形态特性.
主要方法:
- 采用半孔二氧化 (SBA-15和KIT-6) 作为硬模板.
- 使用高温还原硫化 (600°C) 与硫化 (H2S) 气体.
- 在酸 (H3PW12O40·6H2O) 或聚酸 (H3PMo12O40·6H2O) 前体在纳米通道内的现场转化.
- 蚀刻模板以释放半孔金属硫化物产品.
- 使用X射线衍射 (XRD),吸附,扫描电子显微镜 (SEM) 和传输电子显微镜 (TEM) 的表征.
主要成果:
- 使用SBA-15模板合成了具有六角 (p6mm) 结构和棒状形态的高排序的中孔性WS2晶体,达到96%的重量收益率.
- WS2纳米晶体呈现出部分定向的S-W-S三层与中介通道平行,这归因于能量减少和纳米通道封闭.
- 使用KIT-6模板产生了3D立方双连续的半孔 WS2.2.
- 半孔 WS2 复制品显示出大面积 (105-120 m2/g),孔径 (~0.20 cm3/g) 和狭窄的孔径分布 (~4.8 nm).
- 还准备了具有2D六角 (p6mm) 和3D立方 (Ia3d) 结构的高排序的中孔性MoS2晶体.
- 低前体载荷产生了多壁MoS2纳米管 (5-7纳米直径).
结论:
- 高温还原硫化法是一种多功能且有效的策略,用于合成有序的半孔金属硫化物.
- 这种方法可以精确控制WS2和MoS2.2等材料的中体结构和形态.
- 该技术可扩展到合成其他金属硫化物,如CdS,突出其广泛的应用.
