专利名称：金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法，特别涉及到聚合物与无机填料组成的复合材料的制备方法。
背景技术：
二硫化钼是具有良好润滑性能的固体润滑剂和半导体材料，它具有二维层状结构，层内存在强烈的离子键和共价键作用，层间以弱范德华力结合，利用这种特点，可以将不同的离子、分子和聚合物插入到其层间形成插层复合材料。Allen等人将一些金属离子插入到二硫化钼层间，如Hg2+、Ag+、Co2+、Mn2+、Ru2+、Ni2+等，制备了金属离子二硫化钼插层复合材料。为了使插入到二硫化钼层间的金属离子转化为金属单质，有人用热处理的方法，实验证明这种方法可以使Ag0.61MoS2中插入MoS2层间的Ag+还原为金属银，但容易引起脱插，因此开展金属二硫化钼插层复合材料合成新工艺的研究十分必要，也是当前研究的热点。将金属纳米微粒插入到二硫化钼层间，可以制备具有导电性、磁性、自润滑、低磨耗的功能性二硫化钼插层复合材料，应用前景非常广阔。已有的中国专利02124645.9，02150059.2，03127931.7等报告了原位插层聚合制备聚合物二硫化钼插层复合材料的方法。在这些专利中得到了聚苯乙烯、聚酰亚胺和聚甲醛二硫化钼插层复合材料，但未涉及金属银与二硫化钼插层复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法。
本发明是一种基于高分子保护条件下的金属单质的插层方法，总的发明思想是将聚合物与含有金属离子的水溶液混合形成均匀的溶胶体系，然后将溶胶插入到二硫化钼层间，最后对金属离子进行还原处理即得到含高分子和金属单质的二硫化钼插层复合材料。通过选择不同的聚合物，可以得到不同的金属聚合物二硫化钼插层复合材料。
一种金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法，其特征在于该方法按下列顺序步骤进行的a在硝酸银水溶液中，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，然后用去离子水洗涤后溶解于氨水中；再与聚合物水溶液混合均匀得到混合溶液；聚合物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸；b将上述混合溶液加入LiMoS2水溶液中，搅拌6～30小时后，加入过量的0.1M甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥，即得到金属银二硫化钼插层复合材料。
二硫化钼是一种金属层状结构的化合物，每一个单层二硫化钼包括有两层S原子中间夹一层Mo原子，形成三明治夹心结构，这种板层在晶体中上下堆积，使一个板层的S原子层与另一个板层的S原子层相邻，其间靠弱范德华力结合。层状结构中的Mo原子周围排布6个S原子，它们之间以强共价键结合。一般情况下Mo原子采取三棱柱配位，形成2H型或3R型结构，并表现出金属或准金属性。二硫化钼的这种结构为制备插层复合材料提供了有利的条件，但是，一些体积较大的客体阳离子不能通过直接反应而形成插层化合物，只能将碱金属离子提前插入，然后再用较大的阳离子去交换出碱金属离子，从而得到预期插层化合物。
本发明所用的聚合物是具有良好水溶性的聚合物，可以选择聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚甲基丙烯酸(PMAA)。
本发明制备的金属银二硫化钼插层复合材料，金属离子已被完全转化成金属单质，而不是金属离子和金属单质的混合物，其导电性能较二硫化钼提高了6个数量级。该方法实现了金属单质银与二硫化钼纳米尺度的复合，此方法解决了金属单质插入到二硫化钼片层间的问题。
本发明制备的金属银二硫化钼插层复合材料，解决了其它制备方法中插入到二硫化钼层间的金属离子不能完全转化为金属单质的问题，制备方法工艺简单，操作方便，易于工业化，在导电材料，润滑材料和微电子机械领域具有潜在应用价值。
本发明是一种基于高分子保护条件下的金属单质的插层方法，该方法开辟了合成金属插层复合材料的新途径，所制备的插层复合材料中金属离子已被完全转化成金属单质，而不是金属离子和金属单质的混合物。二硫化钼是半导体材料，所制备的金属银二硫化钼插层复合材料的电导率较二硫化钼提高了6个数量级，在导电材料、润滑材料和微电子材料方面具有潜在的应用价值。这种高分子保护条件下的金属单质的插层方法简单实用，有广阔的应用前景。
具体实施例方式
实施例1称取0.5g的硝酸银，溶于水配成10％的水溶液，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，用去离子水洗涤数遍后溶解于15％的稀氨水中并与含1g聚乙烯醇的15％的水溶液混合均匀，将所得混合溶液加入含0.75g的LiMoS2水溶液中，搅拌24小时后，逐滴加入过量0.1M的甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥。
实施例2称取0.4g的硝酸银，溶于水配成18％的水溶液，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，用去离子水洗涤数遍后溶解于20％的稀氨水中并与含1.3g聚乙烯醇的15％的水溶液混合均匀，将所得混合溶液加入含0.75g的LiMoS2水溶液中，搅拌30小时后，逐滴加入过量0.1M的甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥。
实施例3称取2.0g的硝酸银，溶于水配成40％的水溶液，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，用去离子水洗涤数遍后溶解于25％的稀氨水中并与含5g聚乙烯吡咯烷酮的16％的水溶液混合均匀，将所得混合溶液加入含2.5g的LiMoS2水溶液中，搅拌30小时后，逐滴加入过量0.1M的甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥。
实施例4称取1.5g的硝酸银，溶于水配成10％的水溶液，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，用去离子水洗涤数遍后溶解于20％的稀氨水中并与含1.5g聚乙烯吡咯烷酮的1％的水溶液混合均匀，将所得混合溶液加入含3.0g的LiMoS2水溶液中，搅拌8小时后，逐滴加入过量0.1M的甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥。
实施例5称取0.3g的硝酸银，溶于水配成15％的水溶液，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，用去离子水洗涤数遍后溶解于25％的稀氨水中并与含2.0g聚甲基丙烯酸的30％的水溶液混合均匀，将所得混合溶液加入含1.0g的LiMoS2水溶液中，搅拌10小时后，逐滴加入过量0.1M的甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥。
权利要求
1.一种金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法，其特征在于该方法按下列顺序步骤进行的a在硝酸银水溶液中，加入等摩尔的氢氧化钠水溶液，将硝酸银转化为氧化银，然后用去离子水洗涤后溶解于氨水中；再与聚合物水溶液混合均匀得到混合溶液；聚合物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸；b将上述混合溶液加入LiMoS2水溶液中，搅拌6～30小时后，加入过量的0.1M甲酸水溶液，反应产物经离心分离和去离子水洗涤后，真空干燥，即得到金属银二硫化钼插层复合材料。
全文摘要
本发明公开了一种金属银二硫化钼插层复合材料的制备方法。该方法是一种基于高分子保护条件下的金属单质的插层方法，即先将聚合物与含有金属离子的水溶液混合形成均匀的溶胶体系，然后将溶胶插入到单层二硫化钼层间，最后对金属离子进行还原处理即得到含高分子和金属单质的二硫化钼插层复合材料。该方法开辟了合成插层复合材料的新途径，所制备的插层复合材料中金属离子已被完全转化成金属单质，而不是金属离子和金属单质的混合物。这种高分子保护条件下的金属单质的插层方法简单实用，有广阔的应用前景。本发明的材料的电导率较二硫化钼提高了6个数量级，在导电材料，润滑材料，微电子机械领域具有潜在应用价值。
文档编号C08K3/30GK1978517SQ20051012658
公开日2007年6月13日 申请日期2005年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者王廷梅, 刘维民, 王齐华, 薛群基 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所