專利名稱：一種采用微乳液體系制備納米二硫化鉬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑰系無機(jī)納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法。
背景技術(shù)：
納米二硫化鑰由于比表面積大，吸附能力強(qiáng)，反應(yīng)活性高，催化性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在催化、儲(chǔ)氫、潤(rùn)滑、半導(dǎo)體及電極材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前已報(bào)道的納米二硫化鑰制備方法，一般可分為化學(xué)法、物理法和物化綜合法；若根據(jù)制備體系的狀態(tài)不同，還可以分為固相法、液相法和氣相法?；瘜W(xué)法是通過化學(xué)反應(yīng)制備MoS2，并在制備過程中通過控制反應(yīng)條件達(dá)到降低粒徑的目的，根據(jù)反應(yīng)類型來分主要包括還原法、分解法、氧化法和電化學(xué)法等。物理法是借助機(jī)械研磨、高能物理等手段對(duì)MoS2進(jìn)行粉碎、切割或噴涂從而達(dá)到細(xì)化或獲得涂層的目的。高能物理手段促分解法也是制備納米MoS2的有效方法，該法是在化學(xué)制備過程中借助Y射線、超聲波等高能物理手段來獲得納米微粒，是物理法與化學(xué)法的結(jié)合。在現(xiàn)有納米二硫化鑰制備技術(shù)領(lǐng)域，化學(xué)沉淀法雖然能夠制備出粒徑較小的納米二硫化鑰，但顆粒分散性較差，并且無法確切控制粒徑的大??；機(jī)械研磨法雖操作簡(jiǎn)單，但產(chǎn)物粒徑較大；極端條件合成法能制備出不同形狀與粒徑大小的二硫化鑰，但對(duì)設(shè)備要求高。微乳液法制取納米粒子具有反應(yīng)易控、粒度小、顆粒均勻、粒徑可控、粒子不易團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)，能較精確地控制所合成的納米粒子的粒徑和形貌，是納米材料合成的理想環(huán)境。已有報(bào)道在微乳液體系中成功合成出納米銀粉、納米金粉、Pt、Bi、Pb等納米金屬粉末，納米級(jí)磷酸韓、Baa7Sra3TiO3納米管等納米金屬化合物，以及Au/Fe、Au/Ag、Ce02/CeLn0x、SiO2/TiO2等無機(jī)復(fù)合納米粉末。到目前為止，還未見有利用微乳液體系制備納米二硫化鑰的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，具有簡(jiǎn)單高效、穩(wěn)定性好、顆粒均勻、粒徑可控的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，包括如下步驟步驟一，在濃度為O. 03 O. 05mo 1/L的鑰酸鹽溶液中加入還原劑將其還原為四價(jià)亞鑰酸鹽，鑰酸鹽與還原劑物質(zhì)的量之比為I : I I : I. 3，反應(yīng)溫度為65°C 75°C，反應(yīng)時(shí)間75min 85min ； 步驟二，向步驟一所得溶液中添加硫化物使其硫化，硫化物與步驟一中鑰酸鹽的物質(zhì)的量之比為3 : I 4 : 1，反應(yīng)溫度為75°C 85°C，反應(yīng)時(shí)間90min IOOmin ;步驟三,用TritonXlOO、異戍醇、正庚燒、上述步驟二所得溶液及二次去離子水配置成微乳液a ;用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、lmol/L的鹽酸及二次去離子水配置成微乳液b，然后將微乳液b全部加入到微乳液a，在40°C 60°C下進(jìn)行酸沉反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間55min 65min,最終經(jīng)離心、洗漆、真空干燥后得到納米二硫化鑰；其中，所述配置微乳液a的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入步驟二所得溶液及二次去離子水，保證鑰酸鹽初始濃度為O. 03
O.05mol/L,控制體系中水與TritonXlOO的摩爾比為25 30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止；所述配置微乳液b的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比為 I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，加酸量與鑰酸鹽摩爾比為2 I 2.5 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25 30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有簡(jiǎn)單高效、穩(wěn)定性好、顆粒均勻、粒徑可控的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明方法制備納米二硫化鑰的工藝流程圖。圖2是用本發(fā)明方法制得的納米二硫化鑰X射線衍射(XRD)譜圖。圖3是用本發(fā)明方法制得的納米二硫化鑰場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，包括如下步驟步驟一，在濃度為0. 05mol/L的鑰酸鈉溶液中加入草酸將其還原為四價(jià)亞鑰酸鈉，鑰酸鈉與草酸物質(zhì)的量之比為I : 1，反應(yīng)溫度為65°c，反應(yīng)時(shí)間75min ；步驟二，向步驟一所得溶液中添加硫化鈉使其硫化，硫化鈉與步驟一中鑰酸鈉的物質(zhì)的量之比為3 1，反應(yīng)溫度為75°C，反應(yīng)時(shí)間90min ;步驟三，用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、上述步驟二所得溶液及二次去離子水配置成微乳液a ;用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、lmol/L的鹽酸及二次去離子水配置成微乳液b，然后將微乳液b全部加入到微乳液a，在60°C下進(jìn)行酸沉反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間55min，將所述酸沉反應(yīng)的沉淀產(chǎn)物用乙醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上；最終經(jīng)離心、洗滌、真空干燥后得到納米二硫化鑰其中，所述配置微乳液a的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入步驟二所得溶液及二次去離子水，保證鑰酸鈉初始濃度為0. 05mol/L,控制體系中水與TritonXlOO的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止；所述配置微乳液b的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比為I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，加酸量與鑰酸鈉摩爾比為2. 3 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止。實(shí)施例ニ一種采用微乳液體系制備納米ニ硫化鑰的方法，包括如下步驟步驟一，在濃度為0. 03mol/L的鑰酸鉀溶液中加入鹽酸羥胺將其還原為四價(jià)亞鑰酸鉀，鑰酸鉀與鹽酸羥胺物質(zhì)的量之比為I : 1.3，反應(yīng)溫度為75で，反應(yīng)時(shí)間85!^11;步驟ニ，向步驟一所得溶液中添加硫化鉀使其硫化，硫化鉀與步驟一中鑰酸鉀的物質(zhì)的量之比為4 1，反應(yīng)溫度為85°C，反應(yīng)時(shí)間IOOmin ;步驟三，用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、上述步驟ニ所得溶液及二次去離子水配置成微乳液a ;用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、lmol/L的 鹽酸及二次去離子水配置成微乳液b，然后將微乳液b全部加入到微乳液a，在40°C下進(jìn)行酸沉反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間65min，將所述酸沉反應(yīng)的沉淀產(chǎn)物用こ醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上；最終經(jīng)離心、洗滌、真空干燥后得到納米ニ硫化鑰其中，所述配置微乳液a的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入步驟ニ所得溶液及二次去離子水，保證鑰酸鉀初始濃度為0. 03mol/L,控制體系中水與TritonXlOO的摩爾比為30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止；所述配置微乳液b的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比為I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，加酸量與鑰酸鉀摩爾比為2. 5 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止。實(shí)施例三一種采用微乳液體系制備納米ニ硫化鑰的方法，包括如下步驟步驟一，在濃度為0. 04mol/L的鑰酸銨溶液中加入鹽酸羥胺將其還原為四價(jià)亞鑰酸銨，鑰酸銨與鹽酸羥胺物質(zhì)的量之比為I : 1.2，反應(yīng)溫度為70で，反應(yīng)時(shí)間801^11;步驟ニ，向步驟一所得溶液中添加硫化鈉使其硫化，硫化鈉與步驟一中鑰酸銨的物質(zhì)的量之比為3 1，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間95min ;步驟三，用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、上述步驟ニ所得溶液及二次去離子水配置成微乳液a ;用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、lmol/L的鹽酸及二次去離子水配置成微乳液b，然后將微乳液b全部加入到微乳液a，在50°C下進(jìn)行酸沉反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60min，將所述酸沉反應(yīng)的沉淀產(chǎn)物用こ醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上；最終經(jīng)離心、洗滌、真空干燥后得到納米ニ硫化鑰；其中，所述配置微乳液a的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入步驟ニ所得溶液及二次去離子水，保證鑰酸銨初始濃度為0. 04mol/L,控制體系中水與TritonXlOO的摩爾比為28，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止；所述配置微乳液b的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比為
I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，加酸量與鑰酸銨摩爾比為2. 2 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為28，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止。
實(shí)施例四一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，如圖I所示工藝流程步驟一，將4mmo I鑰酸鈉倒入燒杯中，加入IOOml去離子水，攪拌溶解，再加入4mmol草酸，放入恒溫水浴鍋中(溫度為70°C )，還原75min ；步驟二,稱取12mmol硫化納加入上述反應(yīng)后溶液中，改變水浴鍋溫度為80°C,反 應(yīng)90min,得到混合溶液。步驟三，常溫下，將TritonXlOO和異戊醇分別按質(zhì)量比為I : I混合，然后再向混合液中以(TritonXlOO+異戊醇)與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，分成兩份。其中一份，慢慢滴入上述步驟二所的溶液20mL及二次去離子水，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液a。另一份，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，保證加酸量與鑰酸鈉摩爾比為2. 5 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液b。將微乳液a置于恒溫水浴(溫度為60°C)中，將微乳液b全部加入其中進(jìn)行快速混合、攪拌，反應(yīng)60min后經(jīng)過高速離心分離，沉淀物用乙醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上。所得沉淀物置于60°C真空干燥箱中干燥，得到黑色粉末狀產(chǎn)物。對(duì)該粉末狀產(chǎn)物直接進(jìn)行XRD和SEM分析表征，結(jié)果如圖2和3所示。根據(jù)圖2，證實(shí)該產(chǎn)物為具有六方晶系的MoS2 (參照卡片JCPDS37-1492)。圖3可十分清楚地顯示出所得產(chǎn)物為尺寸均勻、平均直徑60nm 90nm的球形顆粒。實(shí)施例五一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，如圖I所示工藝流程步驟一，將4mmol鑰酸鉀倒入燒杯中，加入IOOml去離子水，攪拌溶解，再加入4mmol草酸,放入恒溫水浴鍋中(溫度為65°C ),還原85min ；步驟二,稱取12mmol硫化納加入上述反應(yīng)后溶液中，改變水浴鍋溫度為80°C,反應(yīng)90min,得到混合溶液；步驟三，常溫下，將TritonXlOO和異戊醇分別按質(zhì)量比為I : I混合，然后再向混合液中以(TritonXlOO+異戊醇)與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，分成兩份；其中一份，慢慢滴入上述步驟二溶液20mL及二次去離子水，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液a ;另一份，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，保證加酸量與鑰酸鈉摩爾比為2. 5 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液b。將微乳液a置于恒溫水浴(溫度為60°C)中，將微乳液b全部加入其中進(jìn)行快速混合、攪拌，反應(yīng)60min后經(jīng)過高速離心分離，沉淀物用乙醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上。所得沉淀物置于60°C真空干燥箱中干燥，得到黑色粉末狀納米二硫化鑰。實(shí)施例六一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，如圖I所示工藝流程步驟一，將4mmol鑰酸鈉倒入燒杯中，加入IOOml去離子水，攪拌溶解，再加入4mmol草酸，放入恒溫水浴鍋中(溫度為70°C )，還原75min ；步驟二，稱取13mmol硫化納加入上述反應(yīng)后溶液中，改變水浴鍋溫度為75°C，反應(yīng)IOOmin,得到混合溶液；
步驟三，常溫下，將TritonXlOO和異戊醇分別按質(zhì)量比為I : I混合，然后再向混合液中以(TritonXlOO+異戊醇)與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，分成兩份；其中ー份，慢慢滴入上述步驟ニ所得溶液20mL及二次去離子水，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液a ;另ー份，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，保證加酸量與鑰酸鈉摩爾比為2. 5 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止，得到微乳液b。將微乳液a置于恒溫水浴(溫度為60°C)中，將微乳液b全部加入其中進(jìn)行快速混合、攪拌，反應(yīng)60min后經(jīng)過高速離心分離，沉淀物用こ醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上。所得沉淀物置于60°C真空干燥箱中干燥，得到黒色粉末狀納米ニ 硫化鑰。
權(quán)利要求
1.一種采用微乳液體系制備納米二硫化鑰的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一，在濃度為O. 03 O. 05mol/L的鑰酸鹽溶液中加入還原劑將其還原為四價(jià)亞鑰酸鹽，鑰酸鹽與還原劑物質(zhì)的量之比為I : I I : I. 3，反應(yīng)溫度為65°C 75°C，反應(yīng)時(shí)間 75min 85min ； 步驟二，向步驟一所得溶液中添加硫化物使其硫化，硫化物與步驟一中鑰酸鹽的物質(zhì)的量之比為3 : I 4 : 1，反應(yīng)溫度為75°C 85°C，反應(yīng)時(shí)間90min IOOmin ; 步驟三，用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、上述步驟二所得溶液及二次去離子水配置成微乳液a ;用TritonXlOO、異戊醇、正庚烷、lmol/L的鹽酸及二次去離子水配置成微乳液b，然后將微乳液b全部加入到微乳液a,在40°C 60°C下進(jìn)行酸沉反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間55min 65min，最終經(jīng)離心、洗滌、真空干燥后得到納米二硫化鑰； 其中，所述配置微乳液a的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比I I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入步驟二所得溶液及二次去離子水，保證鑰酸鹽初始濃度為0. 03 0. 05mol/L,控制體系中水與TritonXlOO的摩爾比為25 30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止； 所述配置微乳液b的具體步驟是常溫下，將TritonXlOO和異戊醇按質(zhì)量比為I : I混合，然后再向混合液中以TritonXlOO和異戊醇的總質(zhì)量與正庚烷質(zhì)量比為4 I加入正庚烷，慢慢滴入lmol/L的鹽酸及二次去離子水，加酸量與鑰酸鹽摩爾比為2 : I 2.5 : 1，控制體系中水與表面活性劑的摩爾比為25 30，觀察溶液由混濁變澄清，再由澄清變混濁止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備納米二硫化鑰的方法，其特征在于，所述鑰酸鹽為鑰酸鈉、鑰酸鉀或鑰酸銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備納米二硫化鑰的方法，其特征在于，所述還原劑為草酸或鹽酸羥胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備納米二硫化鑰的方法，其特征在于，所述硫化物為硫化鈉或硫化鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備納米二硫化鑰的方法，其特征在于，將所述酸沉反應(yīng)的沉淀產(chǎn)物用乙醇、丙酮和去離子水分別洗滌三次以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用微乳液體系制備納米二硫化鉬的方法，將六價(jià)鉬酸鹽進(jìn)行化學(xué)還原后，加入硫化物進(jìn)行硫化反應(yīng)，生亞硫代鉬酸鹽，然后將其與TritonX100、異戊醇、正庚烷及二次去離子水配置成微乳液a，再用鹽酸與TritonX100、異戊醇、正庚烷及二次去離子水配置成微乳液b，后將微乳液b加入微乳液a中進(jìn)行快速混合、攪拌，使酸沉反應(yīng)完全，所得產(chǎn)物經(jīng)過離心分離、洗滌、真空干燥后，即可得到納米二硫化鉬，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件易于控制，穩(wěn)定性好，生成的顆粒均勻，形貌規(guī)整，有望批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G39/06GK102616855SQ201210097518
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者蘭新哲, 周軍, 宋永輝, 張秋利, 邢相棟 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)