纳米结构以及包含该纳米结构的产品制造技术

技术编号:12479307 阅读:101 留言:0更新日期:2015-12-10 15:59
本发明专利技术描述了润滑和减震材料,所述材料基于具有式A1-x-Bx-硫属元素化物的纳米颗粒。本发明专利技术还描述了其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是2011年3月10日递交的中国专利申请201180019099. 4(PCT申请PCT/ IL2011/000228的中国国家阶段申请)的分案申请。
本专利技术涉及用作超级润滑剂和减震材料的无机纳米颗粒和制造此类颗粒的方法。
技术介绍
MoSjPWS2S准二维(2D)化合物。一层中的原子通过强的共价力结合,而单独的 层通过范德华(vdW)相互作用固定在一起。层的堆积顺序可导致六角多晶型物的形成,2 层为晶胞(2H),3层为菱形(3R),或1层为三角形(1T)。弱的层间vdW相互作用提供了通 过插层在层间引入外来原子或分子的可能性。此外,已知M〇S2、WS2和许多其它2D化合物 形成称为无机类富勒烯(IF)和无机纳米管(INT)的闭合笼形结构,其与由碳形成的结构类 似。IF-M〇SjPIF-WS2的初始合成方法之一涉及从各自的氧化物纳米颗粒开始。 随后使用分别从MoCljPNbCl5开始的气相反应合成IF-NbS2和IF-M〇S2,并且已经证明了 H2S。已报道了使用Mo(C0) 6和硫之间的气相反应合成IF-MoS2纳米颗粒的相似策略 。两种反应以非常不同的途径进行,这对闭合笼形纳米颗粒的拓扑有很大影响。金属 氧化物纳米颗粒向硫化物的转化在纳米颗粒的表面上开始,以缓慢扩散控制形式逐渐向内 进行。相反,气相反应通过成核和生长模式从小核(例如M〇S2)开始并且非常迅速地向外 进行。 层积型半导体的电子性质的改变可通过半导体的掺杂/合金化方法实现,其中金 属原子进入半导体层,取代主体过渡金属或硫属元素原子。如果取代原子(例如Nb)在其 外层中的电子比主体金属原子(Mo)少,则晶格变为p-掺杂。如果取代金属原子具有一额 外电子(Re),则晶格变为n型。如果取代原子为氯,置换硫原子,则纳米颗粒变为n型。通 常将掺杂限制为低于lat%取代。在合金化的情况下,客体原子浓度显著(>1% ),在超过渗 滤限制的情况下(例如]^〇。.75他。.2532),晶格基本上变为金属性。 已对掺杂Ti的M〇S2纳米管、掺杂Nb的WS2纳米管的特殊情况报道了无机纳米管的 合金化或掺杂。另外,已通过改变W:Mo比例合成了W合金MoS2纳米管。 然而,由于对晶格中外来原子的量没有太多控制,在先前的工作中不能实现对纳米颗粒电 子性质的控制。 控制纳米颗粒,尤其是无机纳米管和类富勒烯结构中的掺杂水平可导致各种独特 现象。添加各种纳米颗粒以提高润滑液的摩擦学性能(即,摩擦和磨损减少)已调查研究 了一段时间。在搜寻更环保的配对物时,同样重要的是需要更换当前的油添加剂。使 用半导体纳米颗粒(如m〇s#pws2S各自的硒化物)作为润滑液的添加剂为理解摩擦和磨 损的电子组成提供了独特工具。因此,需要使用无机类富勒烯(IF)纳米颗粒和无机纳米管 (INT)合成掺杂金属和非金属原子的半导体的新合成策略。 相关参考文献 Tenne,R.NatureNanotech. 2006, 1, 103.Tenne,R.,Margulis,L.,GenutM. &Hodes,G.Nature1992, 360, 444. Feldman,Y. ,ffasserman,E. ,SrolovitzD.J.&TenneR.Science 1995, 267, 222. (a)Deepak,F.L. ;Margo1in,A. ;ffiese1,I. ;Bar-Sadan,M.; Popovitz-Biro,R. ;Tenne,R.Nano2006, 1,167. (b)Etzkorn,J. ;Therese,H.A. ;Rocker,F. ;Zink,N. ;Kolb,Ute. ;Tremel,ff.Adv. Mater. 2005, 17, 2372.Schuffenhauer,C. ;Popovitz_BiroR.;Tenne,R.J.Mater. Chem. 2002, 12, 1587. (a)Zhu,Y.Q. ;Hsu,ff.K. ;Terrones,M. ;Firth,S. ;Grobert,N. ;Clark,R. J.H.;KrotoH.ff. ;ffalton,D.R.M.Chem.Commun. 2001, 121 ;(b)Hsu,ff.K. ;Zhu,Y.Q. ;Yao,N. ;Firth,S. ;Clark,R.J.H.;KrotoH.ff.; Walton,D.R.M.Adv.Funct.Mater. 2001, 11, 69 ; (c)Nath,M. ;Mukhopadhyay,K. ;Rao,C.N.R.Chem.Phys.Lett. 2002, 352, 163 ; Donnet,C.;ErdemirA.Surf.Coat.Tech. 2004, 180-181,76-84. Rapaport,L. ;Bilik,Y.;FeldmanY.;Homyonfer,M. ;Tenne,R. Naturel997, 387, 791-793. Katz,A. ;Redlich,M. ;Rapaport,L. ;ffagner,H.D. ;Tenne,R.Tribol. Lett. 2006, 21,135-139. Naffakh,M. ;Martin,Z. ;Fanegas,N. ;Marco,C. ;Jimenez,I.J.Polym.Sci. B:Polym.Phys. 2007, 45, 2309-2321. Seifert,G. ;Terrones,H. ;Terrones,M. ;Jungnickel,G. ;Frauenheim,T. Phys.Rev.Lett. 2000, 85, 146-149. ffildervanck,J.C. ;Jellinek,F.J.Less-CommonMetals1971,24,73. Marzik,J.V. ;Kershaw,R. ;Dwight,K.;ffo1d,A.J.So1idState Chem. 1984, 51,170. Coleman,K.S. ;Sloan,J. ;Hanson,N.A. ;Brown,G. ;Clancy,G.P.; Terrones,M. ;Terrones,H.;GreenM.L.H.J.Am.Chem.Soc. 2002, 124, 11580. Brorson,M. ;Hansen,T.ff. ;Jacobsen,C.J.H.J.Am.Chem. Soc. 2002, 124, 11582. Kopnov,F. ;Yoffe,A. ;Leitus,G. ;Tenne,R.Phys.Stat.SolidiB 2006, 243, 1229-1240 Scheffer,L. ;Rosentzveig,R. ;Margolin,A.;Popovitz-Biro,R.; Seifert,G. ;Cohen,S.R. ;Tenne,R.Phys.Chem.Chem.Phys. 2002, 4, 2095.
技术实现思路
掺杂无机类富勒烯(IF)纳米颗粒和/或无机纳米管(INT)赋予这些纳米颗粒n 型或P型本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种为式A1‑x‑Bx‑硫属元素化物的无机纳米管(INT)的纳米结构,其中A为金属或过渡金属或金属和/或过渡金属的合金,B为金属或过渡金属,并且x≤0.01;条件是A≠B。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:雷谢夫·田纳弗朗西斯·莱昂纳多·迪帕克哈加伊·考亨悉尼·R·考亨丽塔·罗森茨韦格莱娜·亚加洛夫
申请(专利权)人:耶达研究与发展有限公司
类型:发明
国别省市:以色列;IL

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