WS2与WSe2区别

作为低维度过渡金属钨化合物的典型代表,WS2(二硫化钨)和WSe2(二硒化钨)都是具有与石墨烯层状结构相类似的粉末材料。由于结构决定性质,所以它们在性能和用途方面有很多的相同点,不过也有很多不同点。下面主要介绍的是二者的区别。

(1)定义方面

二硫化钨是钨和硫组成的化合物,英文为Tungsten disulfide。

二硒化钨是钨和硒组成的化合物,英文为Tungsten diselenide。

注意:硫和硒是同一主族的元素。

WS2与WSe2区别图片

(2)结构方面

二硫化钨的结构为三明治形状,是由S-W-S单元层堆垛而成的,其单元层由一层钨原子和上下两层硫原子层通过共价键连接而成,而层与层之间是以范德华力相结合。

二硒化钨的晶体结构为六角形,即每个W原子都会和六个Se原子以三棱镜的配位方式键结,每个Se原子则以角锥状的组态和三个W原子键结,而层与层之间是以范德华力相结合。

(3)性质方面

二硫化钨的状态为黑灰色粉末,密度7.6g/cm3,难溶于水,不溶于除浓硝酸与氢氟酸混合液以外的无机酸,溶于熔融碱,不溶于醇。而化学稳定性一般,即在氧化性较强的环境下,其会转化成更高价态的钨化合物;在还原性较强的环境下,其易转化成钨单质。此外,它还有良好的润滑性、耐腐蚀性和储荷性能等特点。

二硒化钨的状态为黑灰色粉末,密度为9.32g/cm3,具有优异的保温性能、光学和电学等特点。

WS2与WSe2区别图片

(4)生产工艺方面

二硫化钨纳米片的制备方法主要包括自上而下的剥离法(液相剥离和锂离子插层剥离)和自下而上的合成法(化学气相沉积法和水热法)。其中液相剥离法是将原料粉末分散在含有表面活性剂的溶液中,通过超声剥离、离心、过滤和清洗等步骤,即可获得产物;锂离子插层法是利用含锂溶剂嵌入到层状纳米材料中形成中间化合物,然后超声,最终得到产物;化学气相沉积法是将钨和硫都以气体的形式进行反应生成产物;水热合成法采用钨酸钠和六氯化钨为钨源,以硫脲和硫化钠为硫源,再经过一系列的处理即可获得产物。

二硒化钨纳米片的制备方法:以WSe2粉末为生长源,同时向蓝宝石衬底中通入氩气进行气相沉积,最后冷却至室温即可获得产物。

(5)用途方面

WS2与WSe2都可以作为固体润滑剂、锂离子电池负极材料和太阳能电池电极材料的添加剂。

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