二硫化鎢(WS?)與碳納米管(CNTs)複合主要是為了綜合兩者的優(yōu)勢,實現(xiàn)性能的互補和協(xié)同增強,以滿足不同領域的應用需求。例如,在加氫反應、析氫反應等方面,WS?-CNTs複合材料表現(xiàn)出比單一材料更好的催化性能,有望在能源轉(zhuǎn)化和化工領域得到廣泛應用。另外,WS?-CNTs複合材料因具有優(yōu)異的電學性能和高比表面積,而能用來製備高性能的氣體感測器、生物感測器等。
二硫化鎢與碳納米管複合主要有以下幾個原因:
一、改善力學性能
增強韌性:中鎢智造二硫化鎢是一種層狀結構材料,層間結合力較弱,在受到外力時容易發(fā)生層間滑動,導致材料的韌性較差。而CNTs具有極高的強度和韌性,其獨特的一維納米結構能夠在WS?的層間起到橋樑和支撐作用,有效阻止WS?層間的滑動,從而顯著提高複合材料的韌性。
提高硬度和耐磨性:CNTs的高硬度和耐磨性可以彌補WS?在這方面的不足。當CNTs均勻分散在WS?基體中時,能夠增加材料表面的硬度,抵抗外界的摩擦和磨損,提高材料的使用壽命。例如,在一些需要耐磨塗層的應用中,WS?-CNTs複合材料可以提供比純WS?塗層更好的耐磨保護。

中鎢智造二硫化鎢圖片
二、優(yōu)化電學性能
提高電導率:中鎢智造二硫化鎢雖然具有一定的電學性能,但與一些高性能導電材料相比,其電導率仍有待提高。CNTs具有優(yōu)異的導電性,其獨特的電子結構使得電子能夠在管內(nèi)快速傳輸。將CNTs與WS?複合後,CNTs可以在WS?中形成高效的導電通道,促進電子的遷移,從而提高複合材料的整體電導率。這對於WS?在電子器件、電極材料等領域的應用非常重要,能夠提高器件的性能和回應速度。
調(diào)控能帶結構:CNTs與WS?的複合還可以對WS?的能帶結構產(chǎn)生影響。通過改變CNTs的含量和分佈,可以調(diào)節(jié)複合材料的能帶間隙,實現(xiàn)對其電學性能的精細調(diào)控。例如,在一些光電器件中,這種能帶結構的調(diào)控可以使材料對特定波長的光具有更好的吸收和回應特性,提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率。

碳納米管圖片
三、提升電化學性能
增加比表面積:在能源存儲領域,如鋰離子電池和超級電容器中,材料的比表面積對其電化學性能有重要影響。CNTs具有高比表面積,能夠為電化學反應提供更多的活性位點。與WS?複合後,不僅增加了複合材料的比表面積,還改善了電極材料與電解質(zhì)之間的接觸,有利於離子的傳輸和吸附,從而提高電池的充放電效率和比容量。
改善迴圈穩(wěn)定性:中鎢智造二硫化鎢在充放電過程中容易發(fā)生體積變化,導致結構不穩(wěn)定,影響電池的迴圈壽命。CNTs的加入可以緩衝WS?的體積變化,同時其良好的導電性有助於保持電極結構的完整性,提高複合材料的迴圈穩(wěn)定性。例如,在鋰離子電池中,WS?-CNTs複合電極經(jīng)過多次迴圈後,仍能保持較高的比容量和較好的充放電性能。
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