[发明专利]一种柔性导电MoS2保温薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及MoS₂薄膜及其制备方法，具体涉及一种柔性导电MoS₂保温薄膜及其制备方法。

背景技术

传统的保温手段有防止红外线发散和加热保温两种。在人体保温方面，如果材料能够同时拥有上述两种特性，既能通过吸收人体发出的红外线有效防止热量的流失，同时具有适中的导电性可以通电发热，那么，该材料将会成为一种良好的人体保温材料。目前，见诸报道的发热薄膜材料大多为石墨烯及其复合物材料，其拥有良好的导电性和发热效率，但是在红外吸收方面，石墨烯在700～1100cm^-1的红外波段并没有吸收峰的存在，因此，只能通过电发热来达到保温的功能，能耗高，热量流失快。

MoS₂是由一层钼原子和上下两层硫原子堆积而成，层与层之间通过较弱的范德华力作用结合，具有类似石墨烯的层状结构，已逐渐成为广泛研究的新型纳米薄膜材料之一，如应用于小信号放大器、晶体管、逻辑电路、生物医学等，并具有成熟的制备和生产工艺。由于MoS₂的二维材料特性，已有报道的MoS₂薄膜致密性好，完整性高，其光学和半导体特性得到人们的广泛关注。不过，MoS₂薄膜的远红外光谱和电热特性方面，目前还没有相关报道。

现有的层状MoS₂制备方法主要有超声剥离法和化学气相沉积法两种。

Zhang X等人公开了一种通过超声剥离制备薄膜的方法，使用表面活性剂的水溶液超声制备MoS₂纳米片悬浮液，超声时间仅为1h，3000rpm转速下离心60min后悬浮液呈半透明状，其悬浮溶液浓度过小，存在制备效率低，一次性生产材料的量太少等缺点，不能满足制备导电MoS₂保温薄膜的要求（参见Zhang X, Zhang S, Chang C, et al. Facile fabrication of wafer-scale MoS2 neat films with enhanced third-order nonlinear optical performance.[J]. Nanoscale, 2015, 7(7):2978-86）。

Lee等人公开了一种通过化学气相沉积制备薄膜的方法，是在管式炉内，安放两个相邻的陶瓷船，一个盛装MoO₃粉末，一个盛装硫粉末，在盛装MoO₃粉末的陶瓷床上方安置SiO₂/Si衬底，加热到650℃，MoO₃被硫还原，生成MoS₂并生长到SiO₂/Si衬底上形成薄膜。但是，该方法制备的MoS₂薄膜只有几层原子的厚度，导电性不佳，薄膜也难以转移至其它衬底上，制备成本偏高，无法用于制备导电MoS₂保温薄膜（参见Lee, Yi-Hsien, Zhang, Xin-Quan, Zhang W, et al. Synthesis of Large-Area MoS₂ Atomic Layers with Chemical Vapor Deposition[J]. Advanced Materials, 2012, 24(17):2320-5）。

现有的MoS₂薄膜成膜方式主要有旋涂法、喷涂法等。如CN104131280B公开了一种可控增透限幅的MoS₂纳微薄膜及其制备方法，是通过搅拌的方法将MoS₂分散到四氢呋喃中，然后通过旋涂的方法制备MoS₂薄膜。但是，该方法直接使用商业MoS₂粉末，层状MoS₂纳米片含量低，成膜质量差，旋涂方法制作的薄膜厚度不可控，没有办法控制薄膜的电阻大小，薄膜致密性差，容易断裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种稳定性好，柔性可弯折，方阻值适中，可吸收人体辐射的红外线，满足制造人体保温设备要求的柔性导电MoS₂保温薄膜。

本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺过程简单，成本低廉，适于大批量生产的MoS₂薄膜材料的制备方法。