一种1T/2H混合相二硫化钼材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于功能纳米材料技术领域，具体涉及一种1T/2H混合相二硫化钼材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种1T/2H混合相二硫化钼材料，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。本发明专利技术提供的1T/2H混合相二硫化钼材料具有较高的相转变温度和较低的能带间隙，存在稳定且可以实现高效的全光谱太阳能吸收。实验结果表明，本发明专利技术所述1T/2H混合相二硫化钼材料在水汽界面形成局部热，实现了高效的太阳能蒸汽蒸发速率1.52kg·m

A 1t / 2H mixed phase molybdenum disulfide material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种1T/2H混合相二硫化钼材料及其制备方法和应用
本专利技术属于功能纳米材料
，具体涉及一种1T/2H混合相二硫化钼材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着利用量提升和不合理浪费现象越来越剧烈，淡水资源短缺问题日益明显。由于太阳能具有丰富、清洁、无污染的特点，太阳能蒸汽技术成为了解决这一问题的有效方法，其中，局域化太阳能蒸汽技术利用光热材料的局部加热使水在气液界面蒸发，减少了由于加热整个水体伴生的热损失，达到了高效的蒸汽转化，具有能耗低的优点，引起了人们广泛的关注。高效的光热材料是局域化太阳能蒸汽的基础。广泛应用于局域化太阳能蒸汽技术的材料包括碳基纳米材料以及贵金属纳米颗粒等。碳基纳米材料由于低的成本成为了广泛研究对象，但也存在难分散、制备工艺复杂等缺点。二硫化钼作为一种类石墨烯材料，表现了优异的光吸收性能，但是，稳定的2H相二硫化钼表现了半导体的性能，拥有大的能带间隙，并不能实现高效的全光谱太阳能吸收，存在太阳能吸收效率低下的不足；也有通过锂、钠等离子掺层的方法合成1T/2H混合相二硫化钼的研究，但通过锂、钠等离子掺层得到的二硫化钼样品不能保持稳定存在。能带间隙降低与存在稳定不可兼得，严重阻碍了二硫化钼薄膜在局域化太阳能蒸汽技术中的广泛应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种1T/2H混合相二硫化钼材料，具有较高的相转变温度和较低的能带间隙，存在稳定且可以实现高效的全光谱太阳能吸收；本专利技术还提供了一种1T/2H混合相二硫化钼材料的制备方法和应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种1T/2H混合相二硫化钼材料，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。优选的，所述衬底为混合纤维素滤膜、醋酸纤维素膜、纯棉纤维素纸或聚碳酸丁二醇酯多孔膜。本专利技术还提供了上述技术方案所述1T/2H混合相二硫化钼材料的制备方法，包括以下步骤：将钼源、硫源和水混合后依次进行水热反应和第一干燥处理，得到1T/2H混合相二硫化钼粉末；在衬底上，使用所述1T/2H混合相二硫化钼粉末制备得到1T/2H混合相二硫化钼薄膜；将所述1T/2H混合相二硫化钼薄膜进行第二干燥处理，得到所述1T/2H混合相二硫化钼材料。优选的，所述钼源为钼酸钠、钼酸铵和氧化钼中的一种或多种；所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲和硫代硫酸钠中的一种或多种。优选的，所述钼源、硫源和水的质量比为(5～10)：(4～6)：(350～400)。优选的，所述水热反应的温度为160～220℃，时间为20～24h。优选的，所述第一干燥处理为冷冻干燥。优选的，所述制备1T/2H混合相二硫化钼薄膜的方法为抽滤。优选的，所述第二干燥的温度为20～35℃，时间为4～12h。本专利技术还提供了上述技术方案所述1T/2H混合相二硫化钼材料或上述技术方案所述制备方法得到的1T/2H混合相二硫化钼材料在海水淡化和污水处理领域中的应用。本专利技术提供了一种1T/2H混合相二硫化钼材料，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。本专利技术所述1T/2H混合相二硫化钼材料中1T/2H混合相二硫化钼层具有金属1T相结构，在保证存在稳定的条件下大大降低了能带间隙，显著增强太阳光吸收，且具有较高的光热转化效率，有利于实现高效太阳能蒸汽聚集；衬底具有亲水性，有利于源源不断将材料附近的水供应到光热材料1T/2H混合相二硫化钼层上，形成了水气界面光热蒸发系统体系。本专利技术提供的制备方法通过无污染的水热法一步合成1T/2H混合相二硫化钼粉末，作为光热材料以利于在对太阳光吸收利用时形成局部热；结合具有亲水性的衬底，合成1T/2H混合相二硫化钼材料。实验结果表明，本专利技术所述1T/2H混合相二硫化钼材料在水汽界面形成局部热，实现了高效的太阳能蒸汽蒸发速率1.52kg·m-2·h-1，相比于2H相二硫化钼材料，蒸发效率提高了20％。附图说明图1为使用本专利技术所述IT/2H混合相二硫化钼材料进行太阳能蒸汽发生的过程示意图；图2为本专利技术所述IT/2H混合相二硫化钼材料高温水热反应流程图；图3为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料的扫描电镜图，其中，左图为10000倍率下的扫描电镜图，右图为50000倍率下的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料的透射电镜图，其中，左图为25000倍率下的透射电镜图，右图为高倍率下的晶格条纹分布图；图5为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例1所得2H相二硫化钼材料的XRD对比图；图6为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例1所得2H相二硫化钼材料的拉曼对比图；图7为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例1所得2H相二硫化钼材料的XPS对比图，其中左图为Mo3d光谱图，右图为S2p光谱图；图8为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例1所得2H相二硫化钼材料的光谱吸收特性对比图；图9为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例1所得2H相二硫化钼材料的的光热性能对比图，其中，左图为等量水随时间的重量变化图，右图为等量水蒸发速率变化图；图10为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料的DSC/TG图；图11为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料、对比例1所得2H相二硫化钼材料和对比例2所得退火IT/2H二硫化钼材料的XRD对比图；图12为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料和对比例2所得退火IT/2H二硫化钼材料的光热性能对比图；图13为本专利技术实施例1所得IT/2H混合相二硫化钼材料的海水淡化离子浓度变化图。具体实施方式本专利技术提供了一种IT/2H混合相二硫化钼材料，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。在本专利技术中，所述衬底优选为混合纤维素滤膜、醋酸纤维素膜、纯棉纤维素纸或聚碳酸丁二醇酯多孔膜，更优选为混合纤维素滤膜、醋酸纤维素膜或聚碳酸丁二醇酯多孔膜。在本专利技术中，所述衬底的孔径优选为0.2～0.5μm，更优选为0.22～0.45μm。如图1所示，在本专利技术中，所述衬底起支撑作用，利于使所述IT/2H混合相二硫化钼材料漂浮在水面；同时由于所述衬底直接与水接触，且具有亲水性，有利于源源不断地将材料附近的水通过亲水吸收供应到光热材料1T/2H混合相二硫化钼层上，形成了水气界面光热蒸发系统体系，光照下，由于IT/2H混合相二硫化钼薄膜的光热效应产生局部热，利于水分源源不断的蒸发。在本专利技术中，所述1T/2H混合相二硫化钼材料中1T相含量优选为60～70wt.％，更优选为62～68wt.％，再优选为64～66wt.％。在本专利技术中，所述1T/2H混合相二硫化钼材料的厚度优选为10～11μm，更优选为10.2～10.8μm。本专利技术所述1T/2H混合相二硫化钼材料中1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1T/2H混合相二硫化钼材料，其特征在于，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。/n

【技术特征摘要】
1.一种1T/2H混合相二硫化钼材料，其特征在于，包括衬底和衬底表面的1T/2H混合相二硫化钼层。


2.根据权利要求1所述的1T/2H混合相二硫化钼材料，其特征在于，所述衬底为混合纤维素滤膜、醋酸纤维素膜、纯棉纤维素纸或聚碳酸丁二醇酯多孔膜。


3.一种权利要求1或2所述1T/2H混合相二硫化钼材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钼源、硫源和水混合后依次进行水热反应和第一干燥处理，得到1T/2H混合相二硫化钼粉末；
在衬底上，使用所述1T/2H混合相二硫化钼粉末制备得到1T/2H混合相二硫化钼薄膜；
将所述1T/2H混合相二硫化钼薄膜进行第二干燥处理，得到所述1T/2H混合相二硫化钼材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钼源为钼酸钠、钼酸铵和氧化钼中的一种或多种；所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲和硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤保，郭珍珍，梅涛，钱静雯，李金华，王建颖，余黎，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42