一种微/纳米二硫化钼的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微/纳米二硫化钼的制备方法，具体为：首先，将三氧化钼与硫粉干燥冷却后装入球磨罐中，再加入钼球，在惰性气氛保护下进行高能球磨，在装入硫化舟中，在管式炉中进行硫化；之后装入敞口料舟中，在管式炉中进行脱硫，最后筛分，即可得到微/纳米二硫化钼。本发明专利技术方法制备二硫化钼工艺流程短，反应温度低、效率高，得到的二硫化钼粒度不大于0.2μm、纯度不小于99.5％。

A preparation method of micro / nano molybdenum disulfide

The invention discloses a preparation method of micro / nano molybdenum disulfide, which is specifically as follows: firstly, the molybdenum trioxide and sulfur powder are dried and cooled, then put into the ball grinding tank, then the molybdenum ball is added, the high-energy ball milling is carried out under the protection of inert atmosphere, the vulcanization is carried out in the tubular furnace, then the open material boat, the desulfurization is carried out in the tubular furnace, and finally the screening is carried out to obtain Micro / nano molybdenum disulfide. The method has the advantages of short process flow, low reaction temperature and high efficiency, and the obtained molybdenum disulfide particle size is not more than 0.2 \u03bc m and the purity is not less than 99.5%.

【技术实现步骤摘要】
一种微/纳米二硫化钼的制备方法
本专利技术属于粉末材料制备
，具体涉及一种微/纳米二硫化钼的制备方法。
技术介绍
微/纳米二硫化钼具有非常小的尺度、大的比表面积。与固体级的二硫化钼相比，其微/纳米级的结构使二硫化钼材料具有了块体材料所不可比拟的优势，表现在微/纳米尺度的二硫化钼结构暴露出更多的反应活性位，从而具有更好的催化反应活性，尤其在石油催化加氢脱硫、脱氮等方面。另外，微/纳米级的二硫化钼也可用作催化材料与储氢材料，二硫化钼层间的能带间隔与可见光能量匹配，是非常好的光电池材料。在固体润滑方面，微/纳米级的二硫化钼具有较小的尺寸和吸附黏着力，使其在摩擦过程中能够更好地与摩擦面结合，显著提高表面附着性与覆盖度，对于提高其摩擦润滑性能具有非常重要的意义。然而，微/纳米尺度的二硫化钼存在易团聚、不稳定等缺点，影响了其催化性能的进一步提高。因此，如何制备具有稳定结构、不易团聚的二硫化钼微/纳米结构成为了目前研究的热点。在各类合成方法中，化学法，分类多、使用范围广、易调变和控制，是目前应用最多的制备方法。将硫化氢气体通入钼酸铵溶液制的硫代钼酸铵中，酸化后得到三硫化钼，在隔绝空气的高温下脱硫，使三硫化钼转化成二硫化钼产品。也有将(NH4)2S代替H2S制取二硫化钼的工艺。其方法是：首先合成四硫代钼酸铵，即将钼酸铵溶液与硫化铵溶液反应，获得暗红色四硫代钼酸铵，之后将四硫代钼酸铵于氮气中，并在高温下热解得二硫化钼，其平均粒径为0.8μm。该生产工艺的特点是产品纯度高，颗粒细小，但二硫化钼的形态是MoSx(x为0.8～2.8)，呈斜方晶型，不如天然法生产的二硫化钼呈六方晶型好，制成的润滑剂性能也较差。合成法生产的高纯二硫化钼纯度高，比表面积极大，吸附能力更强，反应活性高，催化性能尤其是催化氢化脱硫的性能更强，适于石化行业应用。与天然法相比，合成法的工艺流程长，生产成本较高，操作难度大。高温硫化法，在管式炉中加热MoO3至850℃左右，添加不同的硫源，制得了二硫化钼富勒烯纳米粒子和纳米管，该方法影响因素多、不容易精确调控。Mo与S在密封正压气氛炉中750℃左右反应制备MoS2，产物性能良好，但设备要求高，不能实现连续化生产，制备过程控制严苛。模板法是一种常用的制备纳米材料的方法，是将具有纳米结构且形状容易控制的物质作为模板，通过物理或者化学方法将相关的材料沉积到模板的孔中或表面上，而后移去模板，得到具有模板样的规范形貌与尺寸的纳米材料的过程。模板法的优点是合成过程简单，适合批量生产，容易精确调控，是目前公认的合成纳米材料的最理想方法之一，但是后期移去模板，增加了工艺工程和成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微/纳米二硫化钼的制备方法，解决了现有技术中制备得到的二硫化钼纯度低、粒度大的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种微/纳米二硫化钼的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将三氧化钼与硫粉干燥冷却后装入球磨罐中，再加入钼球，在惰性气氛保护下进行高能球磨，得到复合粉末；步骤2，将经步骤1后得到的复合粉末装入硫化舟中，在管式炉中进行硫化；步骤3，将经步骤2硫化后得到的二硫化钼与残余硫的混合粉末进行筛分，之后装入敞口料舟中，在管式炉中进行脱硫；步骤4，将经步骤3后得到的脱硫后的二硫化钼粉末进行筛分，即可得到微/纳米二硫化钼。本专利技术的特点还在于，步骤1中，三氧化钼为高纯三氧化钼，硫粉为分析纯硫粉，三氧化钼和硫粉的摩尔比为1：4～6。步骤1中，干燥温度为70℃～100℃，干燥时间为2h～6h。步骤1中，球磨罐中球料比为4～8：1，球磨时间为8～20h，球磨罐转速为200r/min。步骤2中，硫化的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行硫化，先将硫化舟推至第一温区保温2h～4h，温度为150℃～300℃；之后再推至第二温区保温2h～4h，温度为350～450℃。步骤3中，脱硫的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行脱硫，脱硫温度为400℃～500℃，保温时间为2h～4h。步骤2中，使用的硫化舟，包括舟体，舟体上配合设置有舟盖，舟体内壁、舟盖下端面构成装料的型腔，舟体外壁上部设置有下锁扣；舟盖外壁下部设置有与下锁扣配合的上锁扣，舟盖与舟体通过上锁扣、下锁扣扣紧密封，舟盖中部竖直设有通孔，舟盖的通孔内插入有浮动杆，浮动杆包括杆体、第一块体和第二块体，杆体穿过舟盖的通孔，杆体的两端分别设置有第一块体和第二块体，第一块体位于舟盖外侧且与舟盖表面相接触，第二块体位于舟盖内侧。杆体的长度大于通孔的高度，且第一块体和第二块体的横截面面积均大于通孔的横截面面积。第一块体与杆体为可拆卸连接；第二块体与舟盖内壁接触面设置有多个凸台。舟盖与舟体之间设有垫片，且垫片为耐高温垫片。本专利技术的有益效果是，采用机械合金化法磨球对粉末进行猛烈的撞击、研磨和搅拌强制输入的能量，使粉末不断重复变形、冷焊、破碎等过程，形成元素间冷焊且均匀分布的复合粉末，复合粉末成分均匀，存储能量高有效减低了硫化温度，提高了硫化效率。本专利技术将三氧化钼和硫粉的复合粉末装入硫化料舟中进行硫化，利用硫化料舟的正压调节功能，常规设备条件下实现了正压硫化过程，进一步提高了硫化效率和硫的有效利用率。该方法步骤简单，工艺流程短，成本低、原料利用率高，易于实现连续化批量生产；且该方法不局限于制备硫化钼也适用于硫化钨的制备。附图说明图1为本专利技术一种微/纳米二硫化钼的制备方法中使用的硫化舟的结构示意图；图2为本专利技术方法制备的二硫化钼的低倍形貌图(一)；图3为本专利技术方法制备的二硫化钼的高倍形貌图(二)；图4为本专利技术方法制备的二硫化钼的XRD图谱。图中，1.舟盖，2.浮动杆，3.上锁扣，4.下锁扣，5.垫片，6.舟体，7.型腔，2-1.第一块体，2-2.杆体，2-3.第二块体；具体实施方式下面结合具体实施方式和附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种微/纳米二硫化钼的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将三氧化钼与硫粉干燥冷却后装入球磨罐中，再加入钼球，在惰性气氛保护下进行高能球磨，得到复合粉末；三氧化钼为高纯三氧化钼，硫粉为分析纯硫粉，三氧化钼和硫粉的摩尔比为1：4～6；干燥温度为70℃～100℃，干燥时间为2h～6h；惰性气氛为氩气或真空气氛。球磨罐中球料比为4～8：1，球磨时间为8～20h，球磨罐转速为200r/min；步骤2，将经步骤1后得到的复合粉末装入硫化舟中，在管式炉中进行硫化；硫化的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行硫化，先将硫化舟推至第一温区保温2h～4h，温度为150℃～300℃；之后再推至第二温区保温2h～4h，温度为350～450℃；步骤3，将经步骤2硫化后得到的二硫化钼与残余硫的混合粉末进行筛分，之后装入敞口料舟中，在管式炉中进行脱硫；脱硫的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行脱硫，脱硫温度为400℃～500℃，保温时间为2h～4h；步骤4，将经步骤3后得到的脱硫后的二硫化钼粉末进行筛分，即可得到微/纳米二硫化钼；步骤2中使用的硫化舟，如图1所示，包括舟体6和与舟体6搭配的舟盖1；舟盖1塞入舟体6上部，舟盖1与舟体6之间设有垫片5，舟体6内壁、舟盖1下端面构成装料的型腔7，舟体6外壁上部设置有下锁扣4；舟盖1外壁下部设置有与下锁扣4搭配的上锁扣3，舟盖1与舟体6通过下锁扣3、上锁扣本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将三氧化钼与硫粉干燥冷却后装入球磨罐中，再加入钼球，在惰性气氛保护下进行高能球磨，得到复合粉末；步骤2，将经步骤1后得到的复合粉末装入硫化舟中，在管式炉中进行硫化；步骤3，将经步骤2硫化后得到的二硫化钼与残余硫的混合粉末进行筛分，之后装入敞口料舟中，在管式炉中进行脱硫；步骤4，将经步骤3后得到的脱硫后的二硫化钼粉末进行筛分，即可得到微/纳米二硫化钼。

【技术特征摘要】
1.一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将三氧化钼与硫粉干燥冷却后装入球磨罐中，再加入钼球，在惰性气氛保护下进行高能球磨，得到复合粉末；步骤2，将经步骤1后得到的复合粉末装入硫化舟中，在管式炉中进行硫化；步骤3，将经步骤2硫化后得到的二硫化钼与残余硫的混合粉末进行筛分，之后装入敞口料舟中，在管式炉中进行脱硫；步骤4，将经步骤3后得到的脱硫后的二硫化钼粉末进行筛分，即可得到微/纳米二硫化钼。2.根据权利要求1所述的一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，三氧化钼为高纯三氧化钼，硫粉为分析纯硫粉，三氧化钼和硫粉的摩尔比为1：4～6。3.根据权利要求1所述的一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，干燥温度为70℃～100℃，干燥时间为2h～6h。4.根据权利要求1所述的一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，球磨罐中球料比为4～8：1，球磨时间为8～20h，球磨罐转速为200r/min。5.根据权利要求1所述的一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，硫化的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行硫化，先将硫化舟推至第一温区保温2h～4h，温度为150℃～300℃；之后再推至第二温区保温2h～4h，温度为350～450℃。6.根据权利要求1所述的一种微/纳米二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，脱硫的具体工艺过程为：在氩气气氛下进行脱硫，脱硫温度为400℃～500℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓，崔玉青，张菊平，席莎，唐军利，唐丽霞，刘东新，
申请(专利权)人：金堆城钼业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61