一种石墨烯纳米片/WS₂的复合纳米材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯纳米片与WS2的复合纳米材料及其合成方法及其制备方法，复合材料由石墨烯和WS2纳米材料复合构成，石墨烯纳米片与WS2纳米材料的之间物质量之比为1∶1-4∶1。其制备方法是先用化学氧化法将石墨制备成氧化石墨纳米片，然后用钨酸溶解在去离子水中形成0.02～0.07M的溶液，加入L-半胱氨作为硫源和还原剂，L-半胱氨与钨酸的物质量的比为5∶1～12∶1，再将氧化石墨纳米片加入该溶液中，超声处理使氧化石墨纳米片充分分散在水热反应溶液中，将该混合物转入水热反应釜中密封，通过一步水热方法合成得到石墨烯纳米片与WS2的复合纳米材料，复合材料中石墨烯纳米片与二硫化钨的物质量之比为1∶1-4∶1。本发明的方法具有反应条件温和和工艺简单的特点。本发明合成的石墨烯纳米片与WS2的复合纳米材料作为新能源电池的电极材料、高性能国体润滑剂和催化剂载体等具有广泛的应用。

主权项

一种石墨烯纳米片与WS2的复合纳米材料，其特征在于复合材料由石墨烯和WS2纳米材料复合构成，石墨烯纳米片与WS2纳米材料的之间物质量之比为1∶1‑4∶1；制备方法按如下步骤进行：1)氧化石墨纳米片的制备：在0℃冰浴下，将0.015‑0.072g石墨粉分散到20‑25mL浓硫酸中，搅拌下加入KMnO4，所加KMnO4的质量是石墨粉的3‑4倍，搅拌30‑60分钟，温度上升至30‑35℃，加入40‑50ml去离子水，搅拌20‑30分钟，加入10‑15ml质量浓度30％的H2O2，搅拌5‑20分钟，经过离心分离，用质量浓度5％HCl的溶液、去离子水和丙酮反复洗涤后得到氧化石墨纳米片；2)将钨酸在去离子水中形成0.02～0.07M的溶液，加入L‑半胱氨酸为硫源和还原剂，L‑半胱氨酸与钨酸的物质量的比为5∶1～12∶1，再将按第1)步所制备得到的氧化石墨纳米片加入该溶液中，第1)步所用石墨原料物质量与钨酸的物质量之比为1∶1～4∶1，超声处理1‑2h，使氧化石墨纳米片充分分散在水热反应溶液中，将该混合物转入水热反应釜中密封，在250‑300℃反应20‑36h，得到的产物经过离心分离，并用去离子水和无水乙醇洗涤、干燥，最后在90％N2‑10％H2氛围中800‑1000℃热处理2h，得到石墨烯纳米片与WS2的复合纳米材料。