水熱法制備硫醇修飾的片層二硫化鉬的方法與流程
本發明涉及硫醇修飾的片層二硫化鉬的水熱法制備技術，屬于納米科學領域。
背景技術：
過渡金屬硫化物片層二維材料是一種類石墨烯型片層二維材料，二維二硫化鉬納米片層因其具有良好的電子遷移率和較大的比表面積，被廣泛的應用于催化、能源、光電設備等領域中。此外，過渡金屬硫化物片層材料也是一種重要的傳感材料，其中，二硫化鉬作為二維納米片層材料中的一種，具有“三明治”式的化學結構，層內由一個Mo原子連結兩個S原子，而層與層之間由范德華鍵構成。其能帶間隙隨著片層厚度的減小，由1.2eV逐漸增加至1.8eV，為其在光電設備和光譜傳感的應用提供了可靠的理論結構支撐。
表面修飾為此類片層材料提供了有效的表面活性位點以達到良好的傳感效果。因此，掌握表面修飾的二硫化鉬片層材料的制備方法具有重要的理論指導意義和現實應用意義。目前，片層二硫化鉬材料的制備方面主要分為“至上而下”和“至下而上”的兩種方法。“至上而下”的方法包括電化學剝離法和插入-剝離法等，“至下而上”的方法包括水熱法和氣相沉積法等。雖然已有文獻報道各種二維片層二硫化鉬材料的制備方法，但在單分子層二維材料上做表面修飾的文獻鮮有，而不利于傳感的廣泛實現和選擇性應用。因此，我們仍然需要探索出一種具有表面修飾官能團的片層二硫化鉬材料的簡單制備方法。
技術實現要素：
本發明有效利用保護劑對前驅體鉬源的水溶性改善作用，提供一種簡單、高效的MoS2納米片層材料的制備方法。該方法包含以下步驟：
（1）水溶性前驅體的制備：將一定量的鉬源溶解在水溶性硫代羧酸溶液中，并加熱至100℃恒溫1小時，逐滴加入NaOH溶液調節pH至11.0；
（2）表面修飾片層二硫化鉬材料的制備：將一定量的硫源與上述溶液混合，轉移至高溫反應釜中在220℃下反應20~40小時；
（3）純化：將反應得到的溶液在透析袋中透析一段時間后，得到硫醇修飾的二硫化鉬納米片層材料；
本發明的合成方法特征是：本發明反應原料的廉價、易得性。溶劑為純水。
本發明成功實現了片層二硫化鉬材料的制備及表現修飾，操作簡單，安全廉價。
本發明成功實現了硫醇分子在二硫化鉬片層材料上的修飾，使修飾后的該材料具有良好的水溶性、穩定性和熒光特性。
附圖說明
圖1.為本發明制備的TGA-MoS2納米片層的TEM圖；
圖2.為本發明制備的TGA-MoS2納米片層的XRD圖；
圖3.為本發明制備的TGA-MoS2納米片層的FT-IR圖；
圖4-6.為本發明制備的TGA-MoS2納米片層的XPS圖。
具體實施方案
下面通過實例闡述本發明所述TGA修飾的MoS2納米片層材料的制備方法。本實例在以本發明為方案前提下進行實施，對詳細具體的操作過程做進一步說明。
實施例1
1）將5 mL，0.01M 硫代乙醇酸（SHCH2COOH）溶于95 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.081 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:2），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應20小時；
3） 將得到的產物用透析袋（Mw: 500）透析，以除去雜質；
4） 產物淡黃色澄清透明，具有良好的水溶分散性能，在365 nm 紫外燈下照射，可觀察到藍色熒光，材料厚度分布為0.67~1.03 nm （單分子層）。
將實例1產物收集用于TEM，XRD，FT-IR，XPS等材料表征分析。
實施例2
1）將5 mL，0.01M 硫代乙醇酸（SHCH2COOH）溶于90 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.041 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:4），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應20小時；
3） 將得到的淡黃色懸浮液用透析袋（Mw: 500）透析，以除去有機小分子和金屬雜質；
4） 產物澄清透明，具有良好的水溶性、分散性，在365 nm紫外燈照射下，呈藍色熒光。
實施例3
1）將15 mL，0.01M 硫代乙醇酸（SHCH2COOH）溶于90 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.081 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:6），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應20小時；
3） 將得到的淡黃色懸浮液用透析袋（Mw: 500）透析，以除去有機小分子和金屬雜質；
4） 產物澄清透明，具有良好的水溶性、分散性，在365 nm紫外燈照射下，呈藍色熒光。
實施例4
1）將5 mL，0.01M 硫代蘋果酸（HOOCCH(SH)CH2COOH）溶于90 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.081 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:2），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應20小時；
3） 將得到的淡黃色懸浮液用透析袋（Mw: 500）透析，以除去有機小分子和金屬雜質；
4） 產物澄清透明，具有良好的水溶性、分散性，在365 nm紫外燈照射下，呈藍色熒光。
實施例5
1）將5 mL，0.01M 硫代乙醇酸（SHCH2COOH）溶于95 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.081 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:2），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應30小時；
3） 將得到的產物用透析袋（Mw: 500）透析，以除去雜質；
4） 產物澄清透明，具有良好的水溶分散性能，具有良好的水溶分散性能，在365 nm 紫外燈下照射，可觀察到微弱藍色熒光，材料厚度分布為2~3 nm（2~3個分子層）。
實施例6
1）將5 mL，0.01M 硫代乙醇酸（SHCH2COOH）溶于95 mL純水中，隨后在磁力攪拌的條件下（轉速：500 r?min-1）加入0.081 g MoO2(ACAC)2（鉬源與保護劑摩爾比為1:2），并加熱至100°C保持1小時；
2） 用0.1 M NaOH溶液將上述溶液pH值調節至11.0，再加入0.5 g Na2S溶液超聲10分鐘，隨后轉移至高溫反應釜中220°C反應40小時；
3） 將得到的產物用透析袋（Mw: 500）透析，以除去雜質；
4） 產物澄清透明，具有良好的水溶分散性能，具有良好的水溶分散性能，在365 nm 紫外燈下照射，無熒光，材料厚度分布為 >10 nm。
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