中科院合肥固体所制备出高稳定性材料，可高效去除水中重金属

MoS₂金属性的1T相结构由于其富硫特性、独特的各向异性、具有用于离子传输和吸附的可渗透通道以及去除水中重金属离子的性能等优点引起人们的高度关注。然而，其高形成能导致很难直接合成高纯度的1T相MoS₂。

此外，研究发现，MoS₂在吸附后不稳定，1T相会完全转变为2H相或宽间距结构塌陷，导致其循环耐久性下降。目前高纯度1T相MoS₂的主要制备方法是气相沉积法，批量应用于水处理方面还比较困难。

因此，为了提高重金属去除能力，亟需合成高纯度1T相MoS₂并确保其层间结构在吸附过程中稳定不发生塌缩。 

图1. 乙醇二次溶剂热法制备1T-MoS₂的流程图

为此，固体所科研人员在一步水热反应得到混合相MoS₂的基础上，利用乙醇进行相调制，成功地合成了具有宽层间距结构和丰富硫空位的1T-MoS₂。

分析表明，该1T-MoS₂中1T相的百分比含量接近100％，且在暴露的空气中能保持360天高度稳定。在乙醇诱导的溶剂热反应过程中，MoS₂原位形成的硫空位对促进2H相向1T相的转化至关重要。

结合分子动力学模拟揭示了乙醇与MoS₂表面之间存在着强相互作用，降低了MoS₂纳米片的总能量，从而增强了1T-MoS₂的稳定性。进一步研究发现，1T-MoS₂纳米片显示出优异的Cr(VI)吸附能力（pH=6时为200.3mg·g^-1），是混合相MoS₂的两倍以上，并能在吸附循环过程中维持稳定的相结构。

图2.（a）1T-MoS₂放置一年时间的XRD晶体结构表征；（b）Mo元素的高分辨XPS谱图；1T-MoS₂对水体中Cr(VI)的（c）吸附性能以及（d）循环稳定性。 

该研究工作对1T相MoS₂的批量制备以及MoS₂基新型吸附剂的应用具有重要意义。 上述工作得到了科技部国家重大研发专项和国家自然科学基金委基金项目的支持。

长按识别关注

扫描二维码