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二维纳米二硫化钨制备与应用*

2021-05-08倪哲伟陈名扬项光鸿

功能材料 2021年4期

倪哲伟,沈 勇,陈名扬,项光鸿

(上海工程技术大学 纺织服装学院,上海 201620)

0 引 言

石墨烯的发现引起了科研人员对于层状材料的强烈兴趣[1],通过机械剥离石墨后获得的扁平、单原子厚度的石墨烯具有优良的电学性能和机械性能,但是零带隙的缺陷限制了在电子器件领域的应用[2]。而层状过渡金属硫化物在结构上不仅拥有类似石墨烯的层状结构,同时克服了石墨烯零带隙和化学惰性的缺点[3],凭借较高的光致发光量子产率[4]、优异的导热性[5]、较好的机械柔韧性[6]、高的载流子迁移速率[7]等优异的物理化学特性和相对低廉的价格,层状过渡金属硫化物在众多领域得到了广泛应用。

二硫化钨(WS2)作为过渡金属硫化物的重要成员得到了较多的研究。块状WS2通常是间接带隙半导体,剥离为单层时转变为直接带隙半导体,控制剥离层数能够对带隙宽度调节,二维纳米WS2较大的比表面积能够提供更多的活性位点[8];分子层间较弱的范德华力可以在剪切力的作用下发生层间滑移[9];紫外-近红外区域较宽的光吸收带[10],这些优点使得二维纳米WS2广泛应用于光催化[11, 12]、润滑剂[13]、光电检测器[14]等领域。

目前WS2的研究集中在二维纳米WS2独特的光电性质与应用方面[25],涉及制备工艺研究有限。但二维纳米WS2展现出来的优异性能与其形貌、尺寸、结构、层数密切相关[26],优化合成条件并且改进制备工艺有利于发挥二维纳米WS2优异性能。本文综述了二维纳米WS2的基本性质和相关应用,介绍了目前二维纳米WS2的主要制备方法和优缺点,最后对二维纳米WS2的发展前景进行展望。……

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