纳米二硫化钼的化学法合成研究进展_赵潇璇

纳米二硫化钼的化学法合成研究进展＊

赵潇璇１，刘艳茹１，董　斌１，２

，柴永明１，柳云骐１，刘晨光１

（１　中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室，青岛２６６５８０；２　中国石油大学（华东）理学院，青岛２６６５５５）摘要 重点介绍了二硫化钼的基本特性和化学合成方法，包括水热法、电化学法、超声波化学法、模板法、重堆积法、

微波法等，对各种方法进行了对比分析，认为单一的纳米材料由于其结构及性质上的局限性，已经不能满足现阶段的需求，未来会朝着复合材料的方向发展；化学液相法由于简便易控仍会是最重要的制备方法之一，以后的研究热点将是多方法配合，达到效率、成本、可控性、规模化等方面上的平衡与统一。

关键词 二硫化钼　纳米材料　化学法合成中图分类号：ＴＱ１３６ 文献标识码：Ａ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｙ

ｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｎａｎｏ－ＭｏＳ２ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏｘｕａｎ１，ＬＩＵ　Ｙａｎｒｕ１，ＤＯＮＧ　Ｂｉｎ１，

２，ＣＨＡＩ　Ｙｏｎｇｍｉｎｇ１

，

ＬＩＵ　Ｙｕｎｑｉ　１，ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇｕａｎｇ

１（１　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｈｅａｖｙ　Ｏｉｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　

ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ），Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６５８０；２　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　

ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ），Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６５５５）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ＭｏＳ２，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｍｅｔｈｏｄ，ｈｅａｖｙ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅｍｅｔｈｏｄ，ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｂａｌａｎｃｅ　ａｎｄ　ｕｎｉｔｙ　ｏｆｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ　

ｆｏｃｕｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｔｓｐｏｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ　ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ，ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　＊国家自然科学基金（

２１００６１２８）；中央高校基本科研业务费专项基金（１０ＣＸ０４０１９Ａ）　赵潇璇：女，１９８８年生，硕士生，主要从事纳米二硫化钼催化新材料的研究　Ｅ－ｍａｉｌ：４１０３３５１５９＠ｑｑ

．ｃｏｍ　刘晨光：通讯作者，男，１９６２年生，博士，教授，博士生导师，主要从事工业催化方面的研究　Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｇｌｉｕ．ｕｐ

ｃ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ 二硫化钼（ＭｏＳ２）

具有类似石墨烯的片状结构，是一种常见的过渡金属硫化物，通常以其优异的润滑特性而被广泛应用在摩擦润滑领域。除了作为润滑材料以外，

二硫化钼也可以作为加氢催化剂或者电催化制氢催化剂被广泛应用于石油加氢脱硫、脱氮、加氢精制、制氢等领域中，是一种非常有前景的工业加氢催化剂和电催化制氢催化剂。另外，二硫化钼也可以应用于插层材料、锂离子电池正极材料、储氢材料以及超级电容器材料等领域中。纳米技术的发展使人们认识到如果将二硫化钼制备成纳米尺度且具有奇特形貌的结构，有希望获得性能更优异的二硫化钼材料。因此，纳米级二硫化钼的研究在世界范围内已经获得了广泛的重视，从探索不同的制备方法到合成机理的进一步研究，以及新颖形貌（如无机富勒烯状、纳米管

［１］

、纳米棒、纳米线

［２］

、纳米带、纳米

花［３］

、中空微球和无定形纳米球等）的合成。

Ｔｅｎｎｅ研究小组采用高温固相反应合成了富勒烯结构

的二硫化钼［４］

，这种奇特的富勒烯结构的过渡金属硫化物具有非常优异的性能、

新颖的纳米尺度，吸引了广泛的关注，为纳米二硫化钼的研究应用打下坚实的基础。随着纳米合成技术的发展，各种不同形貌的二硫化钼纳米结构（如纳米管、

纳米薄膜、纳米带、纳米片、纳米中空球等）都被合成并研究。众所周知，材料的性能取决于材料的结构。可控合成纳米级、

尺寸和形貌均一的二硫化钼结构对于高性能二硫化钼材料具有重要意义，因此纳米二硫化钼的制备及其机理研究越来越受到广泛关注。

１　二硫化钼的基本特性

类石墨烯状的二硫化钼含有单层片状结构，具有非常优异的电催化、

力学、光化学性能。从结构上看，二硫化钼片层的内部是以共价键结合的Ｓ－Ｍｏ－Ｓ，而层间以分子间作用力为主。这种层状的晶体结构导致二硫化钼层间易沿层面滑动，这也是其具有良好润滑性能的原因所在，目前已经广泛地用于润滑减磨剂中，

随着二硫化钼的粒径向纳米级转变，它用于摩擦材料中的抗减摩性能得到了极大的提高。

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，纳米级的

·０６·材料导报Ａ：综述篇 ２

０１３年１２月（上）第２７卷第１２期