二硫化鎢(Tungsten Disulfide,WS2)是由過渡金屬鎢與非金屬硫元素共同組合成的一種黑色粉末,具有較低的摩擦係數,良好的熱力學穩定性、催化活性和儲荷性能等特點,因而廣泛應用于儲能電池、石油化工、光電器件及醫學生物成像等領域。然而,受本身結構影響,普通WS2材料的實際性能幷沒有理論性能那麽高,因而可以通過改善形貌的方式來提高實際性能。
![二硫化鎢量子點TEM圖(圖源:燕山大學工學)](http://www.uicoollab.com/big5/wp-content/uploads/2022/12/tem-diagram-of-tungsten-disulfide-quantum-dots.jpg)
二硫化鎢量子點TEM圖(圖源:燕山大學工學)
二硫化鎢常見的形貌有納米片和量子點,納米片屬于二維結構,而量子點屬零維結構。由此可知,二硫化鎢量子點(WS2 QDs)是一種由鎢與硫元素組成的零維材料,具有比WS2納米片更大的比表面積、更好的熱穩定性、更高的理論容量、更佳的倍率性能、更優异的催化活性和熒光特性等優點。
從生産工藝上來看,WS2 QDs的製備步驟包括:先稱取適量WS2粉末,然後放入研鉢裏充分研磨,再加入適量的氮甲基吡咯烷酮,幷進行超聲,最後離心,收集上層棕色澄清溶液即WS2 QDs溶液。WS2 QDs溶液通過旋轉蒸發的方式把溶液中的溶質蒸發掉,然後將所得到的乾燥物通過超聲方式溶解在水中,放入冷凍乾燥劑中進行冷凍乾燥,得到WS2 QDs粉末。該生産技術具有工藝簡單,綠色環保,成本低廉,重複性好,産品質量佳如尺寸均勻和結晶度好等特點。
![二硫化鎢粉末超聲處理後的SEM圖(圖源:燕山大學工學)](http://www.uicoollab.com/big5/wp-content/uploads/2022/12/sem-diagram-of-tungsten-disulfide-powder-after-ultrasonic-treatment.jpg)
二硫化鎢粉末超聲處理後的SEM圖(圖源:燕山大學工學)
從用途上來看,二硫化鎢量子點可以製作鋰離子電池負極材料、光電器件和超級電容器等。研究表明,WS2量子點因具有大量作爲活性位點的邊緣原子和表面缺陷,而容納諸多的鋰離子,適合製作電池負極;因具有良好的生物兼容性和熒光穩定性,而適合製作白光器件。