一种纳米花状MoSe₂及其制备方法

专利名称：一种纳米花状MoSe₂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米材料领域,具体地，是一种纳米花状MoSe2材料及其制备方法。
背景技术：
过渡金属硫、硒化物MX2 (M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)因其具有与无机类富勒烯基本相似的层状结构而引起人们的兴趣，并因其优异的摩擦性能而作为固体润滑剂一直备受人们的关注，近年来，对该类纳米材料的研究逐渐兴起，然而，随着对纳米硒化物研究的开展和深入，发现纳米硒化物及其复合材料具有更好的摩擦性能，且这类材料具有更多样的物理性质，如金属性、超导性、磁性、半导体性质等，这些优异性能的发现与研究使得纳米硒化物具有了更广泛的用途，如可用于光电、催化、超导等领域。
MoSe2就是一种过渡金属硒化物,它具有类似于石墨的片层结构，层内Mo原子与 Se原子之间以共价键结合，层间则以范德华力连接，层与层之间很容易剥离，具有良好的各向异性和较低的摩擦系数，可以作为主机嵌入、电池电极、储氢材料、催化齐U、润滑剂等众多领域的基体材料，目前关于MoSe2的报道并不多见，其中合成MoSe2的方法主要包括固相烧结、电合成法、热分解法、激光溶解法等，但是，上述合成MoSe2的方法均包含复杂的过程控制，增加了材料的生产成本。发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米花状MoSe2及其制备方法，通过水热法一步合成形貌良好，尺寸均一、分布均匀的纳米花状MoSe2。
上述目的是通过如下技术方案实现的以钥酸钠、硒粉和硼氢化钠为原料，通过水热法直接制得纳米花状MoS e2，具体步骤如下(1)将钠盐溶于去离子水和无水乙醇形成的混合液中，制备浓度为O.13 O. 15 mol/L 的溶液，磁力搅拌下，加入硒粉，搅拌均匀后，加入硼氢化钠作为还原剂，磁力搅拌至分散均匀；(2)将上述混合液转入内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中，于180°C 200°C的条件下水热 24 h 48 h ；(3)待反应釜内温度自然冷却到室温后，收集黑色产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，于60°C，4 h烘干后即得纳米花状MoSe2。
步骤(I)中所说的钠盐为钥酸钠。
步骤(I)中所说的去离子水和无水乙醇形成的混合液中，去离子水和无水乙醇的体积比为1:1 1:4。
步骤(I)中所添加的硒粉与钥酸钠的摩尔比为2.1 2. 2:1。
步骤(I)中所添加的硼氢化钠与钥酸钠的摩尔比为1:1 3:4。
本发明方法的原料易得，制备工艺简单易行，反应条件温和，所制得的MoSe2尺寸均一、分布均匀，且结晶性良好。


图1为实施例1产物的X射线衍射(XRD )图；图2为实施例1产物的扫描电镜(SEM)图片；图3为固相法制备的MoSe2和本发明制备的产物添加到HVI750中的摩擦学特性对比曲线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1(I)配制50 mL去离子水和无水乙醇的混合液，其中去离子水和无水乙醇的体积比为 1:1，称取1. 6450 g Na2MoO4 · 2H20，加入上述混合液，磁力搅拌至溶解，称取1. 1274 g硒粉加入上述溶液，磁力搅拌至硒粉分散均匀后加入O. 1930 g NaBH4作为还原剂，搅拌均匀后， 将该混合液转入100 mL内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，于180°C下水热48 h，待反应釜内温度自然冷却至室温后，收集产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，于60°C，4 h烘干后即得纳米花状MoSe2。
附图1为本实施例产物在200°C水热处理24 h后的X射线衍射(XRD)图，由图可知产物为结晶性较好的MoSe2,且不存在其他杂质相。
附图2为本实施例步骤(I)中产物的扫描电镜(SEM)图片，由图可见所制备的 MoSe2呈花状，这些花由不规则的纳米级片层聚合而成，且所制备的MoSe2R寸均一、分布均匀。
实施例2配制50 mL去离子水和无水乙醇的混合液，其中去离子水和无水乙醇的体积比为1:1， 称取1. 6450 g Na2MoO4 · 2H20，加入该混合液，磁力搅拌至溶解，称取1. 1811 g硒粉加入上述溶液，磁力搅拌至硒粉分散均匀后加入O. 1930 g NaBH4作为还原剂。搅拌均匀后，将该混合液转入100 mL内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，于200°C下水热24h，待反应釜内温度自然冷却至室温后，收集产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，于60°C，4 h烘干后即得纳米花状MoSe2，扫描电镜(SEM)图片类似于实施例1。
实施例3配制50 mL去离子水和无水乙醇的混合液，其中去离子水和无水乙醇的体积比为1:1， 称取1. 6450 g Na2MoO4 · 2H20，加入该混合液，磁力搅拌至溶解，称取1. 1274 g硒粉加入上述溶液，磁力搅拌至硒粉分散均匀后加入O. 2573 g NaBH4作为还原剂。搅拌均匀后，将该混合液转入100 mL内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，于190°C下水热36h，待反应釜内温度自然冷却至室温后，收集产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，于60°C，4 h烘干后即得纳米花状MoSe2，扫描电镜(SEM)图片类似于实施例1。
实施例4配制80 mL去离子水和无水乙醇的混合液，其中去离子水和无水乙醇的体积比为1:3， 称取2. 5163 g Na2MoO4 · 2H20，加入该混合液，磁力搅拌至溶解，称取1. 8066 g硒粉加入上述溶液，磁力搅拌至硒粉分散均匀后加入O. 39364 g NaBH4作为还原剂。搅拌均匀后，将该混合液转入100 mL内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，于180°C下水热4h，待反应釜内温度自然冷却至室温后，收集产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，于60°C，4 h烘干后即得纳米花状MoSe2，扫描电镜(SEM)图片类似于实施例1。
实施例5I)固相法制备MoSe2 :称取3. 6 g Mo粉和1. 6 g Se粉,将其球磨混合均勻后装入不锈钢反应器中并密封，将反应器置于管式炉的刚玉管中部区域，并以10°C /min的速度程序升温；待温度达到800°C后保持2 h，自然冷却至室温后收集产物。
2)将上述两种方法所制备的MoSe2添加到HVI750中，其中MoSe2的含量为1%，超声分散均匀后，使用CETR UMT-2摩擦试验机，以球-盘模式考察所添加的MoSe2对基础油摩擦性能的影响；实验中所用盘片为45#钢，直径为2 cm;球为440C不锈钢，直径为10 mm； 转速为200 r/min，时间为30 min。
附图3是不同方法制备的MoSe2作为添加剂时，对基础油HVI750摩擦性能的影响曲线；由图可看出，当以水热法制备的纳米花状MoSe2作为添加剂时，在本实施例的实验条件下，基础油表现出更好的摩擦性能，即其具有更小的摩擦系数，且随着载荷的变化其摩擦系数的变化较为平缓。
权利要求
1.一种纳米花状MoSe2及其制备方法，其特征在于包括如下步骤(O将钥酸钠溶于去离子水和无水乙醇形成的混合液中，制备浓度为O. 13 O. 15mol/L的溶液，磁力搅拌下，加入硒粉，搅拌均匀后，加入硼氢化钠作为还原剂，磁力搅拌至分散均勻；(2)将上述混合液转入内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中，于180°C 200°C的条件下水热 24 h 48 h ；(3)待反应釜内温度自然冷却到室温后，收集黑色产物，并用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，烘干后即得纳米花状MoSe2。
2.如权利要求1所述的一种纳米花状MoSe2及其制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的去离子水和无水乙醇形成的混合液中，去离子水和无水乙醇的体积比为1:1 1:4。
3.如权利要求1所述的一种纳米花状MoSe2及其制备方法，其特征在于步骤(I)中所添加的硒粉与钥酸钠的摩尔比为2.1 2. 2:1。
4.如权利要求1所述的一种纳米花状MoSe2及其制备方法，其特征在于步骤(I)中所添加的硼氢化钠与钥酸钠的摩尔比为1:1 3:4。
全文摘要
本发明公开了一种纳米花状MoSe2及其制备方法。主要是以钼酸钠、硒粉、硼氢化钠为原料，采用水热法一步合成纳米尺寸的花状MoSe2。本发明方法的原料易得，制备工艺简单易行，反应条件温和。所制得的MoSe2尺寸均一、分布均匀，且结晶性良好。
文档编号C01B19/04GK102992281SQ20121052462
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者唐华, 季晓瑞, 李长生, 杨小飞 申请人:江苏大学