二硫化鎢（WS?）與石墨烯復合是材料科學領域的一個重要研究方向，二者的復合能夠將各自的優(yōu)勢相結合，產生協(xié)同效應，從而賦予復合材料許多優(yōu)異的性能如催化性能與電化學性能等。
中鎢智造二硫化鎢和石墨烯都是典型的二維材料。石墨烯是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，具有優(yōu)異的力學、電學等性能。WS?具有類似三明治的層狀結構，由鎢原子和硫原子通過共價鍵結合而成，層間通過范德華力相互作用。二者的二維結構使其在復合時能夠較好地相互貼合，形成穩(wěn)定的復合結構，有利于發(fā)揮協(xié)同作用。
中鎢智造二硫化鎢圖片
1.增強電學性能
形成高效導電網絡：石墨烯的高導電性可以在WS?中構建起高效的電子傳輸通道。當二者復合時，電子能夠在石墨烯和WS?之間快速傳輸，大大提高了復合材料的整體電導率。這對于提高材料在電子器件中的導電性能非常關鍵，例如在晶體管、電極材料等應用中，可以降低電阻，提高電子遷移效率，從而提升器件的性能和運行速度。
調節(jié)能帶結構：復合后，石墨烯與WS?之間的相互作用會導致WS?的能帶結構發(fā)生變化。通過控制復合材料的制備工藝和二者的比例，可以精確調節(jié)能帶間隙，使其滿足不同電子器件的需求。例如，在光電器件中，合適的能帶結構可以使材料對特定波長的光具有更好的吸收和發(fā)射特性，提高光電轉換效率。
2.改善力學性能
增強力學強度：石墨烯具有極高的強度和模量，被譽為“新材料之王”。將石墨烯與WS?復合后，石墨烯就像“納米級增強筋”一樣分布在WS?的層間或表面，能夠有效阻止WS?層間的滑動和裂紋擴展，從而顯著提高復合材料的力學強度和韌性。這種增強效果在制備高性能復合材料涂層、薄膜等方面具有重要意義，可以提高材料的耐磨性、抗疲勞性等力學性能，延長其使用壽命。
提高柔韌性：WS?層狀結構在一定程度上限制了材料的柔韌性，而石墨烯的柔韌性極佳。復合后，石墨烯能夠賦予WS?更好的柔韌性，使復合材料在彎曲、折疊等情況下仍能保持較好的性能，這對于可穿戴設備、柔性電子器件等領域的應用至關重要。
石墨烯圖片
3.提升電化學性能
增加活性位點：在能源存儲和轉換領域，如鋰離子電池、超級電容器等，材料的電化學性能與其活性位點的數(shù)量密切相關。石墨烯的高比表面積為電化學反應提供了豐富的活性位點，同時能夠促進電解質與材料的充分接觸。與WS?復合后，二者協(xié)同作用，進一步增加了復合材料的活性位點數(shù)量，有利于鋰離子的嵌入和脫出，提高電池的比容量和充放電效率。
改善循環(huán)穩(wěn)定性：WS?在充放電過程中容易出現(xiàn)體積變化和結構破壞，導致循環(huán)穩(wěn)定性下降。石墨烯的存在可以緩沖WS?的體積變化，同時其良好的導電性有助于維持電極結構的完整性，提高復合材料的循環(huán)穩(wěn)定性。例如，在鋰離子電池中，WS?-石墨烯復合電極經過多次循環(huán)后，仍能保持較高的比容量和較好的充放電性能，展現(xiàn)出良好的應用前景。
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