非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法技術

非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法，其特征是以可溶性鉬酸鹽、硫代乙酰胺、強酸和分散劑為原料，先將可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺溶于去離子水中，再加入分散劑，最后在短時間內加入強酸，恒溫下反應，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收；反應所得沉淀物經過濾、洗滌、干燥，得到空心球狀或顆粒狀非晶態ＭｏＳ↓［ｘ］（ｘ＝２－４）納米粉體，以其為前驅體，經煅燒得到晶態二硫化鉬納米粉體。本發明專利技術制備工藝簡單，反應條件易于控制，制得的非晶態ＭｏＳ↓［ｘ］納米粉體與晶態二硫化鉬納米粉體在潤滑、催化、光電磁等領域均有廣泛的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法。
技術介紹
鉬的硫化物種類很多，其中許多硫化鉬屬于非晶態物質，除了非晶態三硫化鉬等少數具有固定的化學計量以外，許多非晶態硫化鉬中原子是非整比的。非晶態硫化鉬(MoSx)不但可以用來制備具有“固體潤滑之王”美譽的晶態二硫化鉬，而且也可直接用作催化材料、光電材料、潤滑材料。另外，在高性能的自潤滑涂層與光電涂層材料中，其也表現出美好的應用前景。一些非晶態硫化鉬已能通過較為簡單的化學合成法制備。例如，非晶態三硫化鉬可以通過快速沉淀法與均勻沉淀法，快速沉淀法是將鉬酸鹽與硫化鈉在酸性條件下快速反應，來制備非晶態三硫化鉬，但這種方法難以合成出非晶態三硫化鉬納米粉體；均勻沉淀法是通過在鉬酸鈉與硫代乙酰胺混合溶液中緩慢滴加鹽酸來制備非晶態三硫化鉬，但仍沒有報道稱利用此法能合成出具有規則形態的非晶態三硫化鉬納米粉體。利用化學方法合成具有規則形態的非晶態MoSx納米粉體，目前仍然是相當困難的，合成方法也僅限于水熱法與溶劑熱法。水熱法是利用鉬酸鹽與硫代乙酰胺在高壓釜中于180℃下保溫24小時，來制備各種形態的非晶態硫化鉬納米粉體，為了獲得結晶良好的二硫化鉬，還必須對產品進行加熱晶化；溶劑熱法是在吡啶溶劑中，于190℃下，利用鉬酸銨和單質硫合成球狀與管狀的非晶態硫化鉬，該法與水熱法類似，也需要在高壓釜中進行。利用水熱法與溶劑熱法制備非晶態硫化鉬時，需要特殊的高壓設備，產量少，難以工業化生產。
技術實現思路
本專利技術是為避免上述現有技術所存在的不足之處，利用快速均勻沉淀法取代傳統的均勻沉淀法，提供一種簡易的非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法，包括空心球狀與顆粒狀非晶態MoSx納米粉體的制備，所制備的非晶態MoSx納米粉體可作為制備晶態二硫化鉬納米粉體的前驅體，也可直接用作催化、潤滑、光電等領域。本專利技術非晶態硫化鉬納米粉體制備方法的特點是按如下步驟操作：a、以可溶性鉬酸鹽、硫代乙酰胺、強酸和分散劑為原料，按如下比例配備：可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺的摩爾比為1∶1-10；可溶性鉬酸鹽與強酸、分散劑的固液比依次為1mol∶1-100L、1mol∶1-100L；其中，強酸是濃度為3-18mol·L-1的鹽酸或硫酸；b、在40℃-99℃溫度條件下，將可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺溶于去離子水中，再加入分散劑，最后加入強酸，強酸在2分鐘內投加完畢，恒溫下反應1～300分鐘，尾氣硫化氫用-->氫氧化鈉溶液吸收；反應所得沉淀物經過濾、洗滌后，在60-200℃下干燥1-24小時，得到空心球狀非晶態MoSx納米粉體，或顆粒狀非晶態MoSx納米粉體，且非晶態MoSx中的x值為2到4。本專利技術方法的特點也在于：可溶性鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀或鉬酸銨。分散劑為聚乙二醇、OP乳化劑、十六烷基三甲基鹵化銨、甲醇、乙醇或丙醇中的一種或幾種。經過本專利技術方法的制備，進一步的應用包括：以步驟b所得非晶態MoSx納米粉體為前驅體，在氮氣、氫氣或氬氣的保護氣氛下，于200℃～1000℃下煅燒1～400分鐘，冷卻后得到二硫化鉬納米粉體。以步驟b所得的空心球狀非晶態MoSx納米粉體為前驅體，在保護氣氛中于200℃～900℃下煅燒1～400分鐘，制得空心球狀二硫化鉬納米粉體。以步驟b所得的空心球狀非晶態MoSx納米粉體為前驅體，在保護氣氛中于900℃～1000℃下煅燒1～400分鐘，制得多面體狀納米二硫化鉬粉體。以步驟b所得的顆粒狀非晶態MoSx納米粉體為前驅體，在保護氣氛中于200℃～1000℃下煅燒1～400分鐘，得到顆粒狀二硫化鉬納米粉體。本專利技術方法可以獲得快速均勻的沉淀反應，從而獲得空心球狀或顆粒狀非晶態MoSx納米粉體。與已有技術相比，本專利技術有益效果體現在：1、本專利技術利用快速均勻沉淀法，在水溶液中合成非晶態MoSx納米粉體，通過制備工藝的控制，可以獲得包括空心球狀和顆粒狀的非晶態硫化鉬(MoSx，x＝2-4)納米粉體。2、本專利技術關于非晶態硫化鉬(MoSx，x＝2-4)納米粉體的制備是在水溶液下低于100℃進行的，反應時間短，操作簡便，合成工藝簡單，便于放大生產。3、本專利技術以所制備的非晶態硫化鉬納米粉體為前驅體，在保護氣氛下煅燒可得到不同形態的二硫化鉬納米微粒，包括空心球狀、顆粒狀、多面體狀納米微粒。所制備的非晶態MoSx納米粉體及由其獲得的晶態二硫化鉬納米粉體，在潤滑、光學材料、磁性材料、電極材料、貯氣材料及催化材料等領域存在潛在的應用價值。附圖說明圖1為本專利技術方法所得非晶態MoSx納米粉體的粉末X射線衍射圖。圖2為本專利技術方法制備的非晶態MoSx納米粉體在煅燒后，獲得的晶態二硫化鉬納米粉體的粉末X射線衍射圖。-->圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)是以本專利技術方法制備的非晶態MoSx納米粉體的透射電鏡圖。圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)和圖4(d)是以本專利技術制備的非晶態MoSx納米粉體，煅燒晶化后得到的二硫化鉬納米粉體的透射電鏡圖。以下通過具體實施方式，并結合附圖對本專利技術作進一步描述。具體實施方式：實施例1：在90℃下，將4mmol鉬酸鈉與24mmol硫代乙酰胺溶于80mL蒸餾水中，再加入5mL聚乙二醇、5mL丙醇與10mL乙醇，最后在2分鐘內投加完畢15mL?12mol·L-1鹽酸，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。在82℃下恒溫反應5分鐘后，將沉淀物過濾、洗滌并在120℃下干燥10小時，得空心球狀非晶態MoSx納米粉體。然后，將空心球狀非晶態MoSx納米粉體裝入瓷質燒舟中，放進管式電爐，在氫氣氛下及780℃下煅燒，反應50分鐘后冷卻，取出樣品，得到空心球狀二硫化鉬納米粉體。實施例2：在85℃下，將4mmol鉬酸鉀與32mmol硫代乙酰胺溶于100mL蒸餾水中，再加入5mLOP乳化劑與5mL甲醇，最后在2分鐘內投加完畢15mL?6mol·L-1鹽酸，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。在85℃下恒溫反應5分鐘后，將沉淀物過濾、洗滌并在100℃下干燥12小時，得空心球狀非晶態MoSx納米粉體。然后，將空心球狀非晶態MoSx納米粉體裝入瓷質燒舟中，放進管式電爐，在氮氣氛下及680℃下煅燒40分鐘后冷卻，得到空心球狀二硫化鉬納米粉體。實施例3：在78℃下，將4mmol鉬酸銨與12mmol硫代乙酰胺溶于180mL蒸餾水中，再加入5mL0.05mol·L-1十六烷基三甲基溴化銨，最后在2分鐘內投加完畢15mL?5mol·L-1鹽酸，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。在95℃下恒溫反應10分鐘后，將沉淀物過濾、洗滌并在120℃下干燥10小時，得空心球狀非晶態MoSx納米粉體。然后，將空心球狀非晶態MoSx納米粉體裝入瓷質燒舟中，放進管式電爐，在氬氣氛下及960℃下煅燒120分鐘后冷卻，得到多面體狀二硫化鉬納米粉體。實施例4：在80℃下，將4mmol鉬酸鈉與24mmol硫代乙酰胺溶于100mL蒸餾水中，再加入10mL乙醇與10mL丙醇，最后在2分鐘內投加完畢20mL?3.6mol·L-1硫酸，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收。在85℃下恒溫反應5分鐘后，將沉淀物過濾、洗滌并在120℃下干燥10小時，得到顆粒狀非晶態MoSx納米粉體。-->然后，將顆粒狀非晶態MoSx納米粉體裝入瓷質燒舟中，放進管式電爐，在氮氣氛下及780℃下煅燒30分鐘后冷卻，得到顆粒狀二硫化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法，其特征是按如下步驟操作：ａ、以可溶性鉬酸鹽、硫代乙酰胺、強酸和分散劑為原料，按如下比例配備：可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺的摩爾比為１∶１－１０；可溶性鉬酸鹽與強酸、分散劑的固液比依次為１ｍ ｏｌ∶１－１００Ｌ、１ｍｏｌ∶１－１００Ｌ；其中，強酸是濃度為３－１８ｍｏｌ.Ｌ↑［－１］的鹽酸或硫酸；　ｂ、在４０℃－９９℃溫度條件下，將可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺溶于去離子水中，再加入分散劑，最后加入強酸，強酸在２分鐘內投 加完畢，恒溫下反應１～３００分鐘，尾氣硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收；反應所得沉淀物經過濾、洗滌后，在６０－２００℃下干燥１－２４小時，得到空心球狀非晶態ＭｏＳ↓［ｘ］納米粉體，或顆粒狀非晶態ＭｏＳ↓［ｘ］納米粉體，且非晶態ＭｏＳ↓［ｘ］中的ｘ值為２到４。

【技術特征摘要】
1、非晶態硫化鉬納米粉體的制備方法，其特征是按如下步驟操作：a、以可溶性鉬酸鹽、硫代乙酰胺、強酸和分散劑為原料，按如下比例配備：可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺的摩爾比為1∶1-10；可溶性鉬酸鹽與強酸、分散劑的固液比依次為1mol∶1-100L、1mol∶1-100L；其中，強酸是濃度為3-18mol·L-1的鹽酸或硫酸；b、在40℃-99℃溫度條件下，將可溶性鉬酸鹽與硫代乙酰胺溶于去離子水中，再加入分散劑，最后加入強酸，強酸在2分鐘內投加完...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡獻國，胡坤宏，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：34[中國|安徽]