二硫化钨与二硒化钨区别

二硫化钨与二硒化钨均是稀有金属钨的一种典型化合物,均是由过渡金属元素(钨)和氧族元素组合成的一种无机物,均具有良好的物理、化学和热学等性质,广泛应用于光电领域。不过,二者在具体概念、性质和用途等方面仍具有较大的区别。注:硫和硒同属ⅥA族元素和氧族元素。

一、定义方面

二硫化钨是一种二维过渡金属层状材料,是由钨和硫元素组成的一种蓝灰色带有金属光泽的细晶或粉末,是辉钨矿的主要成分,英文名为Tungsten disulfide,分子式为WS2。

二硒化钨是由钨和硒元素组成的一种层状材料,是由正四价钨离子(W4+)和负二价硒离子(Se2-)组合成的一种黑色或灰色的固体粉末,是一种低热传导率的多孔状材料(或称为热绝缘体),英文名为Tungsten diselenide,分子式为WSe2。

二硫化钨图片

二、结构方面

WS2的结构为六方晶系层状结构,表面以S-W-S分子团形成六方形网络,层间以范德瓦尔斯力连接,层内以W-S共价键链接。

WSe2的结构为六角形结构,一个钨原子和六个硒原子以三棱镜的配位方式键结,每个硒原子则是以角锥状的组态和三个钨键结,层间以范德华力相结合。

三、性质方面

WS2粉末熔点约1250℃,密度约7.6g/cm³,摩擦系数0.03—0.07,不溶于水,非磁性,不导电,具有较好半导体性、优异润滑抗磨性、良好热化学稳定性、较佳储锂性能、优良抗磁性、氧化性与还原性。

WSe2的外观为黑色或灰色粉末,密度约9.32g/cm3,热传导性能较差(热传导率是钻石的十万分之一),带隙处于宽隙半导体与零带隙石墨烯之间,具有优良的电学、光学性能以及高量子产率。

二硒化钨图片

四、生产工艺方面

WS2常见的生产方法有焙烧分解法和直接合成法。其中,焙烧分解法是指四硫代钨酸铵((NH4)2WS4)经过高温焙烧先后分解成WS3和WS2的过程。

WSe2的制备步骤:采用磁控溅射法在基底上沉积不同厚度的钨薄膜,对部分钨薄膜进行退火处理;然后将退火以及未退火的钨薄膜与硒粉放在真空石英管中加热,后硒化即可。

五、用途方面

二者均可以应用在润滑、储能电池、半导体和光伏等领域中,适合作润滑剂的添加剂、锂硫电池正极材料的改性剂、晶体管等。

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