二硫化铼-二硫化锡异质纳米材料、其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种ReS2‑SnS2异质纳米材料，由六方相SnS2纳米片和复合于所述六方相SnS2纳米片表面的单斜相ReS2纳米片组成。本申请还提供了ReS2‑SnS2异质纳米材料的制备方法与应用。本发明专利技术从提高材料活性与兼顾两种材料优点的角度出发，设计了ReS2‑SnS2异质纳米结构，其具有良好的电化学性能。

Rhenium disulfide stannic disulfide heterogeneous nanomaterials, their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
二硫化铼-二硫化锡异质纳米材料、其制备方法与应用
本专利技术涉及功能材料的制备
，尤其涉及一种ReS2-SnS2异质纳米材料、其制备方法与应用。
技术介绍
硫化铼(ReS2)作为过渡金属硫属化合物半导体材料，具有扭曲的1T相结构和微弱层间耦合作用，因此在电子学方面和光学方面均存在各向异性。同时，硫化铼在电催化和离子电池等电化学反应过程中也具有极大应用前景。目前制备纳米硫化铼的方法主要包括化学气相沉积法、剥离法以及水热法等。其中工艺最为简单、价格最为低廉的是水热法；但是据《化学工程杂志》(ChemicalEngineeringJournal，2019年357卷112页)和《材料科学杂志》(JournalofMaterialsScience，2017年52卷3622页)实施的水热法制备硫化铼，得到的均是纳米片密堆积的球结构，在很大程度上限制了硫化铼活性位点的暴露，不利于其在电化学反应中的应用。另外，通过异质复合的方法设计材料体系能够灵活地对功能材料进行化学结构与电子结构的调控，协调搭配不同组分之间的优缺点，优化材料性能，但传统的化学气相沉积方法反应设备昂贵、生长环境严格、工艺复杂，不利于大规模的生产制造。因此提供一种基于硫化铼的异质复合材料的制备方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种ReS2-SnS2异质纳米材料与制备方法，该ReS2-SnS2异质纳米材料具有良好的电化学性能。有鉴于此，本申请提供了一种ReS2-SnS2异质纳米材料，由六方相SnS2纳米片和复合于所述六方相SnS2纳米片表面的单斜相ReS2纳米片组成。本申请还提供了所述的ReS2-SnS2异质纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)将锡源和硫源进行水热反应，得到SnS2纳米片，所述锡源为五水四氯化锡和四氯化锡中的一种或两种，所述硫源为L-半胱氨酸、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种；B)将SnS2纳米片、水、铼源和硫源混合后进行水热反应，得到ReS2-SnS2异质纳米材料；所述铼源选自高铼酸铵。优选的，步骤B)中，所述硫源选自硫化钾、硫化钠、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种。优选的，步骤A)中，所述锡源中锡元素和所述硫源中的硫元素的摩尔比1：(5.5～6.5)。优选的，步骤A)中，所述水热反应的温度为150～180℃，时间为12～18h。优选的，步骤B)中，所述铼源中的铼元素与所述硫源中的硫元素的摩尔比为1：(1.1～1.8)。优选的，步骤B)中，所述SnS2纳米片中的锡元素与所述铼源中的铼元素的摩尔比为1：(0.1～3)。优选的，步骤B)中，所述水热反应的温度为180～200℃，时间为12～16h。本申请还提供了所述的或所述的制备方法所制备的ReS2-SnS2异质纳米材料在电容器的电极材料中的应用。本申请还提供了所述的或所述的制备方法所制备的ReS2-SnS2异质纳米材料在气敏传感器的感应材料中的应用。本申请提供了一种ReS2-SnS2异质纳米材料的制备方法，其首先合成了SnS2纳米片，再利用水热法在SnS2纳米片的表面外延生长了SnS2纳米片，由此得到了ReS2-SnS2异质纳米材料；ReS2-SnS2异质纳米材料具有良好的电化学性能，在电容器和气敏传感应用中表现出了良好的性能。附图说明图1是实施例1液相外延法制备ReS2-SnS2异质纳米结构的合成路线设计图；图2是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米结构的X射线衍射花样(XRD)；图3是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米结构的透射电镜图像(TEM)；图4是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米结构的扫描电镜图像(SEM)；图5是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米结构的紫外-可见-近红外漫反射光谱；图6是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米材料作为电容器电极材料在2A/g的电流密度下的充放电曲线图；图7是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米材料作为电容器电极材料的电容值随电流密度变化关系图；图8是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米材料作为气敏传感器感应材料对于不同气体的响应情况柱形图；图9是实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米材料作为气敏传感器感应材料对于不同浓度NO气体的响应情况柱形图；图10是由实施例1制备的ReS2-SnS2异质纳米材料作为气敏传感器感应材料的气敏元件的I-V曲线图；图11是实施例2制备的ReS2-SnS2异质纳米材料的透射电镜图像；图12是实施例3制备的ReS2-SnS2异质纳米材料的透射电镜图像；图13是实施例4制备的ReS2-SnS2异质纳米材料的透射电镜图像；图14是实施例5制备的ReS2-SnS2异质纳米材料的扫描电镜图像；图15为对比例1制备的SnS2纳米材料的SEM照片；图16为步骤B)中铼元素和硫元素含量过高获得的最终产物的SEM照片；图17为利用水热法合成单一硫化铼组分获得的ReS2纳米结构。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。鉴于半导体材料的需求，本申请提供了一种ReS2-SnS2异质纳米材料，由六方相SnS2纳米片和复合于所述六方相SnS2纳米片表面的单斜相ReS2纳米片组成。本申请提供的ReS2-SnS2异质纳米材料是在六方相SnS2纳米薄片的表面均匀分散有单斜相的ReS2纳米片；即是一种基于异质结构的均匀分散的ReS2纳米片。本专利技术实施例公开了ReS2-SnS2异质纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)将锡源和硫源进行水热反应，得到SnS2纳米片，所述锡源为五水四氯化锡和四氯化锡中的一种或两种，所述硫源为L-半胱氨酸、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种；B)将SnS2纳米片、水、铼源和硫源混合后进行水热反应，得到ReS2-SnS2异质纳米材料；所述铼源选自高铼酸铵。在上述制备ReS2-SnS2异质纳米材料的过程中，本申请首先制备了SnS2纳米片；在此过程中，首先原料的选择对产物的生成也是极其重要的，变更原料甚至会得不到片状的SnS2纳米片或SnS2结构，因此，所述锡源为五水四氯化锡和四氯化锡中的一种或两种，所述硫源为L-半胱氨酸、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种；在具体实施例中，所述锡源为五水四氯化锡，所述硫源为L-半胱氨酸。所述锡源中锡元素和所述硫源中的硫元素的摩尔比1：(5.5～6.5)，在具体实施例中，所述锡元素与所述硫元素的摩尔比为1：6或1：6.5；所述反应具体为水热反应，所述水热反应的温度为150～180℃，时间为12～18h；在具体实施例中，所述水热反应的温度为180℃，所述水热反应的时间为12h、15h或18h。在上述反应过程中，若上述条件超出本申请的范围，则会使得SnS2纳米片出现如图15所示的密集组装结构。在SnS2纳米片合成之后，则在SnS2纳米片表面外延生长ReS2纳米片，具体为：SnS2纳米片超声分散于水溶液中，将铼的化合物与硫的化合物溶解在SnS2分散液中，于水热条件下反应，即得到ReS2-SnS2异质纳米材料；在此过程中，由于SnS2与ReS2的晶格匹配，在SnS2纳米片生长的基础上，硫源与铼源沿SnS2的晶格继续生长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ReS2‑SnS2异质纳米材料，其特征在于，由六方相SnS2纳米片和复合于所述六方相SnS2纳米片表面的单斜相ReS2纳米片组成。

【技术特征摘要】
1.一种ReS2-SnS2异质纳米材料，其特征在于，由六方相SnS2纳米片和复合于所述六方相SnS2纳米片表面的单斜相ReS2纳米片组成。2.权利要求1所述的ReS2-SnS2异质纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)将锡源和硫源进行水热反应，得到SnS2纳米片，所述锡源为五水四氯化锡和四氯化锡中的一种或两种，所述硫源为L-半胱氨酸、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种；B)将SnS2纳米片、水、铼源和硫源混合后进行水热反应，得到ReS2-SnS2异质纳米材料；所述铼源选自高铼酸铵。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述硫源选自硫化钾、硫化钠、硫代乙酰胺和硫脲中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述锡源中锡元素和所述硫源中的硫元素的摩尔比1：(5.5～6.5)。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晴，孙媛，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34