一種有機(jī)改性二硫化鉬納米片的制備方法一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種改性納米材料的制備方法，具體地說(shuō)是一種有機(jī)改性二硫化鉬納米片的制備方法，屬于納米材料領(lǐng)域。二、

背景技術(shù)：
作為一種重要的過(guò)渡族金屬硫化物，二硫化鉬(MoS2)以其六方晶系層狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于固體潤(rùn)滑劑、加氫脫硫催化劑、半導(dǎo)體材料、插層材料以及鋰電池等領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的興起，二維MoS2納米片因其特殊的尺寸和表界面特性，引起人們的廣泛關(guān)注。與石墨烯相似，MoS2納米片具有良好的力學(xué)、熱學(xué)和潤(rùn)滑特性，如超高的力學(xué)強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性等。因此，MoS2納米片作為一種先進(jìn)二維材料在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)作為固體潤(rùn)滑劑和阻燃劑被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料領(lǐng)域，是由三聚氰胺和三聚氰酸通過(guò)氫鍵作用組成的具有大平面三嗪環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分子復(fù)合體?？捎糜谒芰献枞肌C(jī)械潤(rùn)滑、涂料消光以及化妝品和印染領(lǐng)域。三聚氰胺氰尿酸鹽作為阻燃劑具有無(wú)毒、低煙的優(yōu)點(diǎn)，其制備一般以三聚氰胺和三聚氰酸為原料，水為分散介質(zhì)，在一定溫度條件下反應(yīng)制得。由于其制備過(guò)程中的自增稠效應(yīng)，三聚氰胺氰尿酸鹽常被用作殼材對(duì)無(wú)機(jī)阻燃劑進(jìn)行微膠囊化包覆，可一定程度上降低無(wú)機(jī)阻燃劑表面極性，改善分散狀態(tài)并增強(qiáng)與樹(shù)脂基體之間的界面相容性。眾所周知，無(wú)機(jī)納米材料的在聚合物基體中的分散狀態(tài)以及其與基體間的界面相容性直接決定了聚合物復(fù)合材料的性能優(yōu)劣。由于MoS2納米片表面沒(méi)有可進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，無(wú)法直接進(jìn)行有機(jī)共價(jià)接枝改性。因此對(duì)MoS2納米片表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆枪矁r(jià)作用有機(jī)修飾改性以提高其可分散性成為了制備高性能聚合物/MoS2納米復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)。三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種有機(jī)改性二硫化鉬納米片的制備方法，通過(guò)對(duì)二硫化鉬表面進(jìn)行非共價(jià)吸附三聚氰胺分子，引入三聚氰酸以原位超支化的方式將具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三聚氰胺氰尿酸鹽修飾在二硫化鉬納米片表面，使改性的二硫化鉬具有多功能性，并能在聚合物基體中有良好的分散性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的制備方法包括如下步驟：(1)采用化學(xué)插層法對(duì)二硫化鉬層間插入鋰原子，將所得產(chǎn)物離心、洗滌并干燥后得到鋰插層的二硫化鉬，將鋰插層的二硫化鉬在去離子水中進(jìn)行超聲水解，得到二硫化鉬納米片懸浮液，具體過(guò)程如下：將1g二硫化鉬粉與40ml0.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液加入水熱釜中，95℃下反應(yīng)5h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，離心并用正己烷洗滌，于60℃下真空干燥8h得到鋰插層的二硫化鉬。將鋰插層二硫化鉬加入去離子水中，室溫下超聲水解6h，得到二硫化鉬納米片懸浮液。(2)將三聚氰胺加入步驟(1)制備的二硫化鉬納米片懸浮液中，60-100℃下攪拌5-18h，制備得到表面吸附三聚氰胺的二硫化鉬納米片分散液。(3)將步驟(2)所得分散液加入三聚氰酸溶液中，進(jìn)行原位超支化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將所得產(chǎn)物抽濾，洗滌以除去未反應(yīng)物，得到超支化結(jié)構(gòu)三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬納米片。步驟(2)中所述的二硫化鉬與三聚氰胺的質(zhì)量比為1∶1-5。步驟(3)中所述的三聚氰胺和三聚氰酸的摩爾比為1∶1。步驟(3)中原位超支化反應(yīng)的溫度為60-120℃，反應(yīng)時(shí)間為24h。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：1、本發(fā)明有機(jī)改性過(guò)程工藝簡(jiǎn)單，易操作，無(wú)毒無(wú)污染。2、本發(fā)明三聚氰胺氰尿酸鹽形成大平面氫鍵網(wǎng)絡(luò)可有效改性二硫化鉬納米片，防止其重堆積。3、本發(fā)明利用非共價(jià)作用改性可有效提高表面改性劑含量，克服二硫化鉬納米片活性位點(diǎn)少，不易有機(jī)接枝改性的問(wèn)題。4、本發(fā)明三聚氰胺氰尿酸改性二硫化鉬納米片可賦予其多功能性，如可作為新型固體潤(rùn)滑材料和具有協(xié)同作用的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化阻燃劑等。5、本發(fā)明三聚氰胺氰尿酸改性二硫化鉬納米片可改善二硫化鉬納米片在聚合物基體中的分散狀態(tài)和相容性，有利于提高聚合物材料的綜合性能。四、附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明制備的三聚氰胺改性二硫化鉬的傅里葉變換紅外光譜圖。從圖1可以看出三聚氰胺改性二硫化鉬的譜圖上明顯出現(xiàn)了三聚氰胺特有的紅外吸收峰。圖2為本發(fā)明制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬的傅里葉變換紅外光譜圖。從圖2可以看出有機(jī)改性的二硫化鉬表現(xiàn)出了與三聚氰胺氰尿酸鹽幾乎一致的紅外譜圖說(shuō)明了三聚氰胺氰尿酸鹽對(duì)二硫化鉬的成功改性。圖3為本發(fā)明制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬的X射線光電子能譜。從圖3可以看出改性后的二硫化鉬存在較高的碳、氮和氧元素含量，說(shuō)明改性后的二硫化鉬表面存在較高含量的三聚氰胺氰尿酸鹽。圖4為未改性的二硫化鉬納米片和本發(fā)明制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬的透射電鏡圖。從圖4可以看出相比超薄的二硫化鉬納米片，改性后的二硫化鉬依然維持著片狀結(jié)構(gòu)，且其表面明顯存在著一定含量的三聚氰胺氰尿酸鹽改性劑。圖5為未改性的二硫化鉬納米片(1號(hào)樣)和本發(fā)明制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬(2號(hào)樣)的在N’N-二甲基甲酰胺溶液中不同時(shí)間分散的數(shù)碼圖片。從圖5中可以看出，由于表面接枝的有機(jī)改性劑，改性后的二硫化鉬在有機(jī)溶劑中比未改性二硫化鉬具有更好的分散性。五、具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1：(1)將1g二硫化鉬粉與40ml0.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液加入水熱釜中，在95℃反應(yīng)5h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，對(duì)所得產(chǎn)物離心處理，用正己烷反復(fù)洗滌多次，在真空烘箱60℃干燥8h得到鋰插層的二硫化鉬。將0.5g鋰插層二硫化鉬加入1000mL去離子水中超聲水解6h，得到二硫化鉬納米片懸浮液。(2)將0.005mol三聚氰胺加入步驟(1)制備的二硫化鉬納米片懸浮液中，在60℃下攪拌18h，制備得到表面吸附三聚氰胺的二硫化鉬納米片分散液。將所得分散液抽濾，洗滌并干燥得到三聚氰胺改性二硫化鉬。圖1為本實(shí)施例制備的三聚氰胺改性二硫化鉬的傅里葉變換紅外光譜圖，可以看出三聚氰胺改性二硫化鉬的譜圖上明顯出現(xiàn)了三聚氰胺特有的紅外吸收峰。(3)將0.005mol三聚氰酸加熱溶解在100mL去離子水中形成三聚氰酸溶液，隨后將步驟(2)所得分散液加入三聚氰酸溶液中，在60℃下攪拌24h進(jìn)行原位超支化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行冷卻，將所得產(chǎn)物抽濾，洗滌以除去未反應(yīng)物，在60℃下真空干燥12h，得到超支化結(jié)構(gòu)三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬納米片。實(shí)施例2：(1)將1g二硫化鉬粉與40ml0.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液加入水熱釜中，在95℃反應(yīng)5h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，對(duì)所得產(chǎn)物離心處理，用正己烷反復(fù)洗滌多次，在真空烘箱60℃干燥8h得到鋰插層的二硫化鉬。將0.5g鋰插層二硫化鉬加入1000mL去離子水中通過(guò)攪拌超聲進(jìn)行水解6h，得到二硫化鉬納米片懸浮液。(2)將0.01mol三聚氰胺加入步驟(1)制備的二硫化鉬納米片懸浮液中，在80℃下攪拌10h，制備得到表面吸附三聚氰胺的二硫化鉬納米片分散液。(3)將0.01mol三聚氰酸加熱溶解在100mL去離子水中形成三聚氰酸溶液，隨后將步驟(2)所得分散液加入三聚氰酸溶液中，在100℃下攪拌24h進(jìn)行原位超支化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行冷卻，將所得產(chǎn)物抽濾，洗滌以除去未反應(yīng)物，在60℃下真空干燥12h，得到超支化結(jié)構(gòu)三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬納米片。本實(shí)施例制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬的傅里葉變換紅外光譜圖如圖2所示，有機(jī)改性的二硫化鉬表現(xiàn)出了與三聚氰胺氰尿酸鹽幾乎一致的紅外譜圖說(shuō)明了三聚氰胺氰尿酸鹽對(duì)二硫化鉬的成功改性。圖3為本實(shí)施例制備的三聚氰胺改性二硫化鉬的X射線光電子能譜，可以看出改性后的二硫化鉬存在較高的碳、氮和氧元素含量，說(shuō)明改性后的二硫化鉬表面存在較高含量的三聚氰胺氰尿酸鹽。實(shí)施例3：(1)將1g二硫化鉬粉與40ml0.6mol/L正丁基鋰的正己烷溶液加入水熱釜中，在95℃反應(yīng)5h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，對(duì)所得產(chǎn)物離心處理，用正己烷反復(fù)洗滌多次，在真空烘箱60℃干燥8h得到鋰插層的二硫化鉬。將0.5g鋰插層二硫化鉬加入1000mL去離子水中通過(guò)攪拌超聲進(jìn)行水解6h，得到二硫化鉬納米片懸浮液。(2)將0.025mol三聚氰胺加入步驟(1)制備的二硫化鉬納米片懸浮液中，在100℃下攪拌5h，制備得到表面吸附三聚氰胺的二硫化鉬納米片分散液。(3)將0.025mol三聚氰酸加熱溶解在100mL去離子水中形成三聚氰酸溶液，隨后將步驟(2)所得分散液加入三聚氰酸溶液中，在120℃下攪拌24h進(jìn)行原位超支化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行冷卻，將所得產(chǎn)物抽濾，洗滌以除去未反應(yīng)物，在60℃下真空干燥12h，得到超支化結(jié)構(gòu)三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬納米片。圖4為本實(shí)施例制備的三聚氰胺改性二硫化鉬的投射電鏡圖片，可以看出相比超薄的二硫化鉬納米片，改性后的二硫化鉬依然維持著片狀結(jié)構(gòu)，且其表面明顯存在著一定含量的三聚氰胺氰尿酸鹽改性劑。圖5為本實(shí)施例制備的三聚氰胺氰尿酸鹽改性二硫化鉬(2號(hào)樣)的在N’N-二甲基甲酰胺溶液中不同時(shí)間分散的數(shù)碼圖片，從圖可以看出，由于表面接枝的有機(jī)改性劑，改性后的二硫化鉬在有機(jī)溶劑中比未改性二硫化鉬(1號(hào)樣)具有更好的分散性。雖然本發(fā)明是結(jié)合上述實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本發(fā)明并不被限定于上述實(shí)施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對(duì)其進(jìn)行修改和變化，但并不離開(kāi)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)構(gòu)思和范圍。