[发明专利]一种层状MoS2‑TiO2纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属钼技术领域，涉及二硫化钼复合材料，具体涉及一种层状MoS₂-TiO₂纳米复合材料的制备方法。

背景技术

由单层或少层二硫化钼构成的类石墨烯二硫化钼(Graphene-like MoS₂)是一种具有类似石墨烯结构和性能的新型二维(2D)层状化合物，近年来以其独特的物理、化学性质而成为新兴的研究热点。类石墨烯二硫化钼是由六方晶系的单层或多层二硫化钼组成的具有“三明治夹心”层状结构的二维晶体材料，单层二硫化钼由三层原子层构成，中间一层为钼原子层，上下两层均为硫原子层，钼原子层被两层硫原子层所夹形成类“三明治”结构，钼原子与硫原子以共价键结合形成二维原子晶体；多层二硫化钼由若干单层二硫化钼组成，一般不超过五层，层间存在弱的范德华力，层间距约为0.65nm。

作为一类重要的二维层状纳米材料，单层或少层二硫化钼以其独特的“三明治夹心”层状结构在润滑剂、催化、能量存储、复合材料等众多领域应用广泛。相比于石墨烯的零能带隙，类石墨烯二硫化钼存在可调控的能带隙，在光电器件领域拥有更光明的前景；相比于硅材料的三维体相结构，类石墨烯二硫化钼具有纳米尺度的二维层状结构，可被用来制造半导体或规格更小、能效更高的电子芯片，将在下一代的纳米电子设备等领域得到广泛应用。

虽然层状二硫化钼具有良好的润滑性能及光电性能，但是其在诸多方面的性能有待进一步提升，将二硫化钼同其它有机或无机微粒复合使用，利用 它们的协同效应，是提升二硫化钼性能的方法之一。二氧化钛具有优异的光催化性能，是常用的光催化剂之一，此外，二氧化钛还具有一定的润滑性能。研究表明，二氧化钛与二硫化钼存在协同润滑与协同催化作用，通过化学法合成二硫化钼-二氧化钛复合物是提高二硫化钼与二氧化钛的润滑与催化性能的有效途径之一(Tribology Letters,2011,43:77-87)。

中国发明专利CN201410369695公开了一种二硫化钼-二氧化钛复合物及其制备方法，利用二氧化钛与二硫化钼存在协同润滑与协同催化作用，通过化学法合成二硫化钼-二氧化钛复合物是提高二硫化钼与二氧化钛的润滑与催化性能的有效途径之一；中国发明专利ZL201010524516.8在钼酸盐与硫代乙酰胺在强酸性条件下反应时添加一定量的二氧化钛，利用反应体系的强酸活化二氧化钛表面，活化的二氧化钛表面能提供更多可供前驱体沉淀的核心，从而前驱体能在很短的时间内沉淀在二氧化钛微粒的表面，形成球形结构的二硫化钼-二氧化钛复合物；而如果用硫化钠取代前面的硫代乙酰胺，反应生成的则是片状结构的二硫化钼-二氧化钛复合物(Journal of Materials Science,2010,45:2640-2648)。

以上公开的方法虽然采用化学合成法制得了MoS₂-TiO₂纳米复合材料，但其制备流程复杂，能耗大，不适合工业化生产，且对于采用原料为颗粒状MoS₂制备层状复合材料没有提出有效解决方法，而对于矿产资源丰富的MoS₂材料，对其进行合理化、高值化利用是目前发展的趋势。因此，探索一种采用颗粒MoS₂为原料制备层状MoS₂-TiO₂纳米复合材料的简易方法十分必要。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种层状MoS₂-TiO₂纳米复合材料的制备方法，获得具有纳米尺度、性能优越的层状MoS₂-TiO₂纳米复 合材料，解决现有的MoS₂-TiO₂复合材料制备流程复杂，能耗大，不适合工业化生产，且为颗粒状使得光催化和润滑性能较差的技术问题。

需要说明的是本申请中的层状MoS₂-TiO₂纳米复合材料中的MoS₂是单层或少层MoS₂纳米材料，所述的少层指的是2层至5层。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种层状MoS₂-TiO₂纳米复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一，将二硫化钼粉末加入分层溶液中进行分层反应，形成混合液；

步骤二，在混合溶液中加入氧化剂进行氧化插层反应，过滤干燥后得到插层二硫化钼粉末；