本发明涉及微纳米结构材料的制备技术领域，具体是涉及一种具有分级结构的mos2微纳米球的制备方法。
背景技术：
纳米尺度的窄带隙mos2(eg～1.29ev)具有与石墨烯相同的层状结构，具有稳定的化学性能、高的比表面积和良好的催化性能等优点。其独特的物理和化学性能使mos2在润滑领域、催化领域和电化学领域等方面得到了广泛的应用。
纳米mos2的制备方法，通常主要有物理法和水热法两大类。物理法是利用机械研磨和高能物理等手段对块体mos2进行粉碎、细化来获得纳米尺度的mos2。水热法一般是以硫脲和钼酸盐等为原料来制备纳米mos2。两种方法相比各具有特色和优缺点。物理法制备纳米mos2粉体具有原理简单和产量高等优点，但该方法能耗较大，获得的mos2颗粒形状难控制。水热法获得的纳米mos2形态通常较规则，但需要引入一些形态控制试剂。微纳米结构材料由于具有较大尺寸和稳定性，在使用过程中较容易分散和分离。同时，微纳米结构材料中又有若干纳米结构单元，因此又具有一些纳米效应。因此，微纳米结构材料兼具有微米尺寸材料和纳米材料各自的优点，近年来，材料研究者对各种微纳米结构材料研究和报道很多。
聚丙烯酰胺(pam)是一种线型水溶性高分子聚合物，通常可用作有效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等，在水处理、造纸和石油化工等领域得到广泛应用。本发明以聚丙烯酰胺(pam)为分子模板，硫代乙酰胺(taa)或硫脲和钼酸盐(na2moo4·2h2o或(nh4)2moo4·2h2o)为原料，采用简单水热法成功制备出了具有分级结构的mos2微纳米球。该方法具有使用原料少，成本低廉以及获得的产物形态可控等优点，可望用于实际生产。
技术实现要素：
本发明针对已有一些制备纳米mos2技术中所存在的不足之处，在硫源、钼源和聚丙烯酰胺(pam)构成的水溶液体系中通过水热法一步成功得到了具有分级结构的mos2微纳米球。此方法具有操作简单、成本低廉和环境友好等优点，为制备分级结构的mos2提供了一种简易的方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种具有分级结构的mos2微纳米球的制备方法，以硫代乙酰胺或硫脲为硫源，以钼酸钠或钼酸铵为钼源，以聚丙烯酰胺(pam)为模板控制剂，采用水热反应制备具有分级结构的mos2微纳米球。
作为本发明制备方法的优选技术方案，制备方法包括反应前驱液的配制和水热反应两个过程，具体步骤如下：
1)、室温下，将2～4g硫源和0.2～0.6g钼源加入到100ml浓度为0.1-3g/l的聚丙烯酰胺(pam)水溶液中，搅拌均匀得到反应前驱液；
2)、将反应前驱液转入反应釜中于180～200℃下进行水热反应6～48h即可获得mos2微纳米结构材料。
该制备方法中，在ch4n2s-moo42--pam-h2o反应体系中，水热反应后将获得有规则形貌的mos2微球。在ch3csnh2-moo42--pam-h2o反应体系中，水热反应后将获得较高球形度的mos2微球。
本发明以硫代乙酰胺或硫脲为硫源、钼酸钠或钼酸铵为钼源以及聚丙烯酰胺(pam)模板控制剂，采用简单水热法成功制备出了具有分级结构的mos2微纳米球。和已有制备方法相比，本发明还具有以下优点：
1).本发明实现了mos2颗粒的整形，为分级结构的mos2材料的制备提供了一种新的方法。
2).本发明方法具有操作简单、成本低廉，同时，获得的产物量大。
附图说明
图1为实施例1中获得产物的形态、化学组成和结构分析；
图2为实施例2中不同聚丙烯酰胺(pam)用量对产物形貌的影响；
图3为实施例3中不同反应时间对产物形貌的影响。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的具有分级结构的mos2微纳米球的制备方法作出进一步的详述。本发明方法所得产物的结构、形态性能分别采用x射线粉末衍射(xrd，d3500)和场发射扫描电子显微镜(fe-sem，su8010)来表征和分析。
实施例1
具有分级结构的mos2微纳米球的制备与表征：
制备方法主要包括反应前驱液的配制和水热反应两个过程，具体步骤如下：
1)、室温下，将3g硫代乙酰胺和0.4g钼酸钠加入到100ml浓度为0.1g/l的聚丙烯酰胺(pam)水溶液中，搅拌均匀得到反应前驱液；
2)、将反应前驱液转入反应釜中于180℃下进行水热反应24h即可获得mos2微纳米结构材料。
图1a图是制备产物二硫化钼的sem整体形貌，是二硫化钼颗粒宏观分布，所得到的mos2主要以球状形式存在，得到的mos2球形度很高，团聚程度较轻，产物粒径比较均匀，当把所得的二硫化钼微球在平面铺展开时，可得到平整的膜，在润滑领域有良好的应用前景。通过加入0.1g/l的聚丙烯酰胺(pam)，反应24h后，二硫化钼的球形度得到了大大的提高。图1b中是取局部分布，对比标注的尺寸，可得二硫化钼的颗粒尺寸大约为1.5μm左右。二硫化钼的内部具有分层结构，是由纳米数量级的褶皱状薄片交织而成的，每个片层厚度为5nm左右，粒径较均一。图1c中是对单个产物进行成分表征，依稀可见它的层片状结构，微球的主要成分为mo，s，c。图1d是二硫化钼的x衍射图，采用标准粉末衍射卡片pdf#170744标引。
实施例2
不同聚丙烯酰胺用量对mos2微粒形态的影响：
本实施例采用两组实验，分别为不添加聚丙烯酰胺(pam)、添加过量的聚丙烯酰胺(pam)(浓度为3g/l)，其他条件同实施例1。
图2a表示不加聚丙烯酰胺(pam)后所得到的产物二硫化钼的形态，颗粒粒径不规则，形状各异，团聚现象很严重。当加入过量的聚丙烯酰胺(pam)(浓度为3g/l)后，如图2b，虽然能得到球状的二硫化钼，但是所得产物形貌并不是规整度很高，达不到预想。当聚丙烯酰胺(pam)的用量在0.01-0.3g/100ml时，所得二硫化钼的形貌特征较优。
基于上述实验结果，可以认为mos2微球的形成过程如下：首先，在反应釜中生成纳米层状的mos2，接着，在聚丙烯酰胺(pam)模板的作用下，自组装形成二硫化钼微纳米球。上述用式子(1)表示。
mo4++2s2-→mos2(1)
需要说明的是，反应体系中存在的一定量的聚丙烯酰胺(pam)，起到了模板的作用，使层状二硫化钼组装成微纳米球，得到mos2微纳米球。
实施例3
不同反应时间对mos2微粒形状和尺寸的影响：
本实施例采用三组实验，水热反应时间分别为12h、24h、48h，其他条件同实施例1。
图3主要说明改变反应时间，来探索二硫化钼的形貌特征。采用的聚丙烯酰胺(pam)浓度为0.01g/100ml。图3a是反应时间为12h获得产物的sem图，由图可得，二硫化钼的虽有球形，但是有团聚现象。图3b是反应时间为24h获得产物的sem图，所得产物的粒径较均匀，没有团聚现象，效果最佳。当反应为48h，如图3c，此时的二硫化钼形状仍为球形，同时出现空心球的现象。在过长的时间下，层状结构会交织成空心球。
基于上述实验结果，我们认为，不同时间下二硫化钼的形态不同。当反应时间为12h时，此时的二硫化钼形状大小不一，形状各异(见图3a)。当反应时间为24h，此时的二硫化钼的球形度很高(见图3b)，粒径均匀，所以时间合宜。当时间为48h，此时的二硫化钼仍为微球，但是在过长时间下，纳米层片的mos2堆积二硫化钼微球时存在空心现象(见图3c)。所以可得到反应时间应为24h左右，较为适宜。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。