[发明专利]一种二硫化钼纳米片粉体材料的批量生产方法

说明书

本发明公开了一种二硫化钼纳米片粉体材料的批量生产方法，从物理剥离体相二硫化钼原材料的技术路线出发，通过设计物理剥离体系和步骤，开发出适用于大批量稳定生产二硫化钼/二硫化钨纳米片的方法，工艺简单、绿色环保。本发明与采用有机溶剂为介质进行机械剥离的方法相比，更加绿色环保，且能够极大减少溶剂残留并降低产物中残留溶剂对应用后续应用的影响。本发明所制得的二硫化钼纳米片粉体材料质量好，其片层结构完整、缺陷少，且分散性好，可以应用于摩擦润滑油/脂、锂离子电池电极材料、有机发光二极管与太阳能电池等光电器件功能层材料、金属离子吸附薄膜、电磁波吸波复合材料等领域。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种二硫化钼纳米片粉体材料的批量生产方法。

背景技术

二硫化钼纳米片材料的厚度尺寸小于10nm，不仅具有二维纳米材料独有的小尺寸效应，还具有其独特的光电半导体物理特性。随着二维二硫化钼/二硫化钨纳米片材料的一系列独特的物理化学性质逐渐被人们发现，这使得它在微电子、传感、能源等领域都表现出极大地应用前景。目前，二硫化钼/二硫化钨纳米片的制备方法多数属于少量样品制备阶段，关于二硫化钼/二硫化钨纳米片材料的稳定控制小批量生产方法较少且处于开发阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种二硫化钼纳米片粉体材料的批量生产方法。

本发明的技术方案如下：

一种二硫化钼纳米片粉体材料的批量生产方法，包括如下步骤：

(1)将亲水性表面活性剂溶解于去离子水中，获得表面张力在20℃时为40-72mN·m^-1的球磨介质剥离液，该亲水性表面改性剂所含有的有机官能基团包括-OH、-SO₃H、-NH₂、-R₂N-、-CHO、-COOH和吡咯基团中的至少一种；

(2)将体相二硫化钼粉末材料均匀分散于上述球磨介质剥离液中，然后进行湿法球磨；

(3)将步骤(2)所得的物料过筛以除去其中的大颗粒，再加入去离子水进行稀释，接着进行超声分散，之后静置，取上层悬液，即得水分散液；

(4)将上述水分散液用微米级的滤膜进行过滤处理，获得湿态纳米片，再经充分的干燥后，获得所述二硫化钼纳米片粉体材料。

在本发明的一个优选实施方案中，所述体相二硫化钼粉末材料与所述球磨介质剥离液的质量比为50∶40-120。

在本发明的一个优选实施方案中，所述湿法球磨中，所用的磨球为氧化锆球、玛瑙球、钼球、钨球、碳化钨球、氧化铝球或不锈钢球。

进一步优选的，所述湿法球磨中，所用的磨球为氧化锆球、玛瑙球、钼球或不锈钢球。

在本发明的一个优选实施方案中，所述亲水性表面改性剂包括聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、四甲基硫酸铵、四丁基硫酸铵、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和黄原胶中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述湿法球磨的转速为45-200rpm，时间为40-60h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述超声分散的功率为200-1000W，时间为10-300min。

在本发明的一个优选实施方案中，所述滤膜的孔径为0.22-5μm。

在本发明的一个优选实施方案中，所述滤膜为纤维素滤纸、聚丙烯滤膜、混合纤维滤膜或聚四氟乙烯滤膜。

在本发明的一个优选实施方案中，所述干燥为喷雾干燥、蒸馏干燥、真空干燥、冷冻干燥、旋转蒸发干燥、红外线干燥或者微波干燥。

本发明的有益效果是：