唐庭志,孙元平,钱 宏,邵建华

(烟台大学光电信息科学技术学院,山东 烟台 264005)

二硫化钼(MoS2)是一种新兴半导体材料,稳定的2H-MoS2为六方层状结构晶体,每个钼原子连接6个硫原子,形成了S-Mo-S状的三明治结构,层与层之间通过微弱的范德华力结合,使得MoS2在润滑领域得到广泛的应用[1]。同时,单层MoS2是禁带宽度为1.9 eV的直接带隙半导体,这也让MoS2在光电器件领域有广泛的应用前景[2]。依据生长条件不同,MoS2可呈现出多种不同形貌,如镂空网状、类花状、块状[2]等。目前单层MoS2的生长与特性研究已经很多,如光学、力学等[3-6],而水热制备得到MoS2中空微球的生长及吸附研究则相对较少。从已有的报道中可知,MoS2纳米片在软模版上可以通过自组装而形成球状结构,可增加其比表面积并形成独特的介孔结构,使得MoS2在污水处理、有机吸附领域有广泛的应用前景[7-8]。

本文通过微波辅助水热法合成了MoS2中空微球结构,并研究了微球生长机理及形貌特征。亚甲基蓝(MB)溶液的吸附性能测试表明,相比于片状结构, MoS2微球对于MB溶液的10 min吸附量得到了很好的提升,使得MoS2有望成为新一代高性能吸附剂。

1 实验

MoS2的制备分别以钼酸钠(Na2MoO4)、硫代乙酰胺(CH3CSNH2)作为钼源和硫源,十六烷胺甲基四胺(CTAB)作为表面活性剂以及生长模板,去离子水(H2O)为溶剂。实验所用的药品均为分析纯级,未进一步提纯。

将4 mmol Na2MoO4和12 mmol CH3CSNH2(Mo∶S为1∶3)放入100 ml烧杯中并加入35 ml去离子水,电磁搅拌10 min待溶质完全溶解后,再加入0.05 g CTAB并继续搅拌10 min。将均匀混合溶液倒入内胆为聚四氟乙烯的水热合成釜中并升温至210 ℃,反应过程中最大压强为5 MPa,反应1.5 h后自然冷却至室温。……