сульфид вольфрама

Сульфид вольфрама (IV) представляет собой химическое соединение с формулой WS2. Это происходит естественно как редкий минерал, названный вольфрамитом. Этот материал является компонентом некоторых катализаторов, используемых для гидродесульфурации и гидроденитрификации.

WS2 принимает слоистую структуру, связанную с MoS2, с атомами W, расположенными в тригональной призматической координационной сфере. Благодаря этой слоистой структуре WS2 образует неорганические нанотрубки, которые были открыты на примере WS2 в 1992 году.

Свойства

Bulk WS2 образует темно-серые гексагональные кристаллы со слоистой структурой. Как тесно связанный MoS2, он обладает свойствами сухой смазки. Он химически довольно инертен, но подвергается воздействию смеси азотной и плавиковой кислот. При нагревании в кислородсодержащей атмосфере WS2 превращается в триоксид вольфрама. При нагревании в отсутствие кислорода WS2 не плавится, а разлагается до вольфрама и серы, но только при 1250 ° C.

Материал подвергается отслаиванию путем обработки различными реагентами, такими как хлорсульфоновая кислота.

Синтез

WS2 производится несколькими методами. Многие из этих способов включают обработку оксидов источниками сульфида или гидросульфида, поставляемых в виде сероводорода или генерируемых in situ. Другие способы включают термолиз сульфидов вольфрама (VI) (например, (R4N) 2WS4) или его эквивалента (например, WS3).

Приложения

WS2 используется вместе с другими материалами в качестве катализатора гидроочистки сырой нефти.

Исследование

Как и MoS2, наноструктурированный WS2 тщательно изучен для потенциальных применений. Это обсуждалось для хранения водорода и лития. В связи с этим он представляет интерес для исследования материалов для катодов твердотельных вторичных литиевых батарей и других электрохимических устройств. WS2 также катализирует гидрирование углекислого газа:

CO2 + H2 → CO + H2O

Нанотрубки

Иллюстрация наноструктуры ядро-оболочка PbI2 / WS2.

Дисульфид вольфрама является первым материалом, который, как было установлено, образует неорганические нанотрубки в 1992 году. Эта способность связана со слоистой структурой WS2, а макроскопические количества WS2 были получены с помощью методов, упомянутых выше. Нанотрубки WS2 были исследованы в качестве усиливающих агентов для улучшения механических свойств полимерных нанокомпозитов. В исследовании WS2, усиленные биоразлагаемыми полимерными нанокомпозитами из полипропиленфумарата (PPF), армированными нанотрубками, показали значительное увеличение модуля Юнга, предела текучести при сжатии, модуля упругости при изгибе и предела текучести при изгибе по сравнению с нанокомпозитами из PPF с однослойными и многослойными углеродными нанотрубками, что указывает на что WS2-нанотрубки могут быть лучшими усиливающими агентами, чем углеродные нанотрубки. Добавление нанотрубок WS2 к эпоксидной смоле улучшило адгезию, вязкость разрушения и скорость выделения энергии деформации. Износ армированной нанотрубками эпоксидной смолы ниже, чем у чистой эпоксидной смолы. Нанотрубки WS2 были встроены в матрицу из нановолокна из полиметилметакрилата (ПММА) посредством электроспиннинга. Нанотрубки были хорошо распределены и выровнены вдоль оси волокна. Повышенная жесткость и ударная вязкость сеток из ПММА-волокна за счет добавления неорганических нанотрубок могут иметь потенциальное применение в качестве ударопоглощающих материалов, например. для баллистических жилетов.

Нанотрубки WS2 являются полыми и могут быть заполнены другим материалом, чтобы сохранить или направить его в нужное место или создать новые свойства в материале наполнителя, который ограничен диаметром нанометрового размера. Для этой цели были получены гибриды неорганических нанотрубок путем заполнения нанотрубок WS2 расплавленной йодидной солью свинца, сурьмы или висмута с помощью процесса смачивания капилляров, в результате чего образовались нанотрубки PbI2 @ WS2, SbI3 @ WS2 или BiI3 @ WS2 с ядром и оболочкой.

нанолистов

WS2 также может существовать в виде атомно тонких листов. Такие материалы проявляют фотолюминесценцию при комнатной температуре в пределе монослоя