本发明涉及纳米空心材料制备领域，具体涉及一种具有空心结构二硫化锡钼的制备方法。
背景技术：
研究发现，基于金属硫化物电子器件的性能主要依赖于材料的晶体结构、形貌、几何排列以及组分等特性。由于大部分的过渡金属二硫化物和后过渡金属二硫化物都属于层状化合物，即层与层之间以范德华力相连接，层间则以共价键相连接。从而导致金属硫化物的生长更倾向于生成纳米片，所以直接制备空心结构和框架结构较为困难。
由于层状材料构成的空心结构具有独特的纳米腔，较低的密度，较大的比表面积以及质量与电荷的传输长度减少等特点而备受关注。这种独特的空心结构开辟了其在新领域中的应用，例如催化、吸附和分离、药物储存和输送、以及能量转换和储存等。一般而言，由于金属硫化物具有多种可能的化学计量组成，晶体结构，价态和纳米晶形态，因而它们的电化学活性更高。
技术实现要素：
为解决现有技术中难以制备空心结构的二硫化锡钼的问题，本发明提供了一种具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，该方法制备二硫化锡钼过程简单，制得的二硫化锡钼为空心结构。该方法通过简单的实验装置来实现异质结构的批量生产，从而使生产成本被大大降低。
本发明的技术方案如下：
一种具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以不大于2000r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以不小于12000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。
作为本发明的进一步改进，所述的水热反应的条件为240～250℃下加热60～70小时。
作为本发明的进一步改进，所述的sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:(3～5)。
作为本发明的进一步改进，5、根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的洗涤采用去离子水多次洗涤。
作为本发明的进一步改进，所述的sn掺杂的moo3的量为2-6mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.1-0.4时，二硫化锡钼为框架结构。
作为本发明的进一步改进，所述的水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明以sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲为原料，在特定的反应条件下，如反应温度、反应时间、前驱体含量与产物分离等，可以制得二硫化锡钼空心结构和框架结构。以sns2纳米片为模板，硫脲硫化sn掺杂的moo3生成sn0.4mo0.6s2纳米片外延生长在sns2纳米片的表面，形成sn0.4mo0.6s2/sns2核壳结构。随着反应时间的延长，sns2纳米片由于在高温下不稳定而缓慢分解，并且部分转换为sns纳米棒，最终生成sn0.4mo0.6s2空心结构。此外，由于以金属硫化物为代表的中空纳米结构具有大的比表面积、纳米级空隙空间以及功能壳等独特性质，因此在电池和超级电容器等领域具有很大的应用潜力。
附图说明
图1为实施例1中的sn0.4mo0.6s2空心结构的sem图。
图2为实施例1中sn0.4mo0.6s2空心结构的edx分析图。
图3为实施例1中sn0.4mo0.6s2空心结构的xrd图。
图4为实施例2中sn0.2mo0.8s2框架结构的sem图。
图5为实施例2中sn0.2mo0.8s2框架结构的edx分析图。
图6为实施例2中sn0.2mo0.8s2框架结构的xrd图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图通过具体的实施例来具体说明本发明的技术方案。
本发明具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；水热反应的条件为240～250℃下加热60～70小时。sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:。硫脲与sns2纳米片的摩尔比为1：(3～5)。
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以不大于2000r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以不小于12000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。采用去离子水多次洗涤。sn掺杂的moo3的量为2-6mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.1-0.4时，二硫化锡钼为框架结构。水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
实施例1
水热法制备sn0.4mo0.6s2空心结构
取3.5mgsn-moo3纳米带、15mgsns2纳米片、3.75mmolcs(nh2)2与20ml去离子水，同时加入以25ml掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热釜中；
放入提前升温至240℃的烘箱，在240℃下加热60小时；
反应结束后，放在室温环境自然冷却；
获得的产物以2000r/min的转速离心2min后取上层溶液；
上层溶液以12000r/min的转速离心5min，离心产物用去离子水清洗三次后得到二硫化锡钼空心结构。
对实施例1中的产物sn0.4mo0.6s2空心结构进行分析，如图1所示，sn0.4mo0.6s2空心结构的sem图，通过sem图可以说明最终产物为sn0.4mo0.6s2空心结构。
如图2所示，sn0.4mo0.6s2空心结构的edx分析图，通过edx谱图说明mo:sn:s≈0.6:0.4:2，因此该空心结构为sn0.4mo0.6s2。
如图3所示，sn0.3w0.7s2空心结构的xrd图，图中8.7°和15.7°对应对应sn0.5mo0.5s2的(001)和(002)面。
实施例2
水热法制备sn0.2w0.8s2框架结构
取0.35mgsn-moo3纳米带、15mgsns2纳米片、3.75mmolcs(nh2)2与20ml去离子水，同时加入以25ml掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热釜中；
放入提前升温至240℃的烘箱，在240℃下加热60小时；
反应结束后，放在室温环境自然冷却；
获得的产物以2000r/min的转速离心2min后取上层溶液；
上层溶液以12000r/min的转速离心5min，离心产物用去离子水清洗三次后得到二硫化锡钼框架结构。
对实施例2中的产物sn0.2mo0.8s2框架结构进行分析，如图4所示，sn0.2mo0.8s2框架结构的sem图，通过sem图可以说明最终产物为sn0.2mo0.8s2框架结构。
如图5所示，sn0.2mo0.8s2框架结构edx分析图，通过edx谱图可以说明mo:sn:s≈0.8:0.2:2，因此边缘生长的纳米片为sn0.2w0.8s2。
如图6所示，sn0.2mo0.8s2框架结构的xrd图，图中8.9°和17.8°对应对应sn0.5mo0.5s2的(001)和(002)面。
实施例3
本发明具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；水热反应的条件为240℃下加热60小时。sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:3。硫脲与sns2纳米片的摩尔比为40:1。
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以1800r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以12000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。涤采用去离子水多次洗涤。sn掺杂的moo3的量为2mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.1时，二硫化锡钼为框架结构。水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
实施例4
本发明具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；水热反应的条件为245℃下加热65小时。sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:4。硫脲与sns2纳米片的摩尔比为45:1。
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以2000r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以13000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。涤采用去离子水多次洗涤。sn掺杂的moo3的量为5mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.3mg时，二硫化锡钼为框架结构。水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
实施例5
本发明具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；水热反应的条件为250℃下加热70小时。sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:5。硫脲与sns2纳米片的摩尔比为50:1。
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以1700r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以13000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。涤采用去离子水多次洗涤。sn掺杂的moo3的量为6mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.4mg时，二硫化锡钼为框架结构。水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
本发明通过简单有效的一步水热法，成功制备了sn0.5mo0.5s2空心结构。该合金化金属硫化物空心结构具有大的比表面积、纳米级空隙空间以及功能壳等独特性质，因此在储能，催化以及传感等领域具有很大的应用潜力。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。
技术特征：
1.具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入水热釜中进行水热反应；
充分反应结束后自然冷却；
将获得的产物以不大于2000r/min的转速离心取上层溶液；再将上层溶液以不小于12000r/min的转速离心，离心产物洗涤后得到二硫化锡钼空心结构。
2.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的水热反应的条件为240～250℃下加热60～70小时。
3.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的sn掺杂的moo3纳米带、sns2纳米片的加入的质量比为1:(3～5)。
4.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的硫脲与sns2纳米片的摩尔比为(40～50):1。
5.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的洗涤采用去离子水多次洗涤。
6.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的sn掺杂的moo3的量为2-6mg时，二硫化锡钼为空心结构；所述的sn掺杂量为0.1-0.4时，二硫化锡钼为框架结构。
7.根据权利要求1所述的具有空心结构二硫化锡钼的制备方法，其特征在于，所述的水热反应是在掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行。
技术总结
本发明公开了一种具有空心结构二硫化锡钼的制备方法。以Sn掺杂的MoO3纳米带、SnS2纳米片与硫脲按一定比例混合，以水为溶剂，加入以25mL掺杂对位聚苯酚的聚四氟乙烯内胆的水热釜中；加热数十小时，反应结束后自然冷却；将反应得到的产物离心分离，得到二硫化锡钼空心结构。该方法通过简单的实验装置来实现异质结构的批量生产，从而使生产成本被大大降低。
技术研发人员：王晓珊;黄晓;黄维;张强
受保护的技术使用者：西北工业大学;南京工业大学
技术研发日：.10.09
技术公布日：.01.17
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