近期，中科院合肥研究院固體所納米材料與器件技術(shù)研究部環(huán)境與能源納米材料中心的研究團(tuán)隊(duì)採(cǎi)用兩步溶劑熱合成法，製備了一種高純1T相MoS?（1T-MoS?），其因化學(xué)穩(wěn)定性較高，而能在空氣中放置一年的時(shí)間，並且在水環(huán)境中也可以維持穩(wěn)定的寬間距結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確保離子的運(yùn)輸，同時(shí)能高效去除水中的重金屬離子，如六價(jià)鉻（Cr(VI)）。
MoS?金屬性的1T相結(jié)構(gòu)因具有富硫特性和獨(dú)特的各向異性，而常用於離子傳輸和吸附的可滲透通道以及去除水中重金屬離子。然而研究者發(fā)現(xiàn)，MoS?在吸附後穩(wěn)定性較差，1T相會(huì)完全轉(zhuǎn)變?yōu)?H相或者寬間距結(jié)構(gòu)塌陷，進(jìn)而導(dǎo)致其迴圈耐久性降低。此外，利用氣相沉積法製備出來(lái)的高純1T相MoS?，也很難批量應(yīng)用於水處理方面。因此，為了提高水中重金屬離子的去除能力，亟需合成高純1T相MoS?並得確保其層間結(jié)構(gòu)在吸附過(guò)程中的穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生塌縮。
針對(duì)上述的問(wèn)題，固體所科研人員在一步水熱反應(yīng)得到混合相MoS?的基礎(chǔ)上，利用乙醇進(jìn)行相調(diào)製，成功地合成了具有寬層間距結(jié)構(gòu)和豐富硫空位的高純1T-MoS?。實(shí)驗(yàn)表明，該1T-MoS?中的1T相的百分比含量接近100%，並且即使在360天的暴露空氣中也能保持高度穩(wěn)定，因而能很好地去除水中的鉻離子。電子順磁共振分析表明，在乙醇的誘導(dǎo)下，混合相MoS?原位形成的硫空位對(duì)促進(jìn)2H相向1T相的轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，乙醇與MoS?表面之間存在較強(qiáng)的相互作用，能有效降低MoS?納米片的總能量，進(jìn)而能增強(qiáng)1T-MoS?的穩(wěn)定性。此外，在一定的條件下，1T-MoS?納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的Cr(VI)吸附能力（p H=6時(shí)為200.3mg/g），是混合相MoS?和2H相MoS?的兩倍以上，並且能在多次的吸附迴圈過(guò)程中依舊保持穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu)。對(duì)Cr（VI）吸附機(jī)理的研究表明，鉻的吸附歸因於Mo（IV）配位不足作為活性位點(diǎn)，並且在去除過(guò)程中與氧化還原反應(yīng)有關(guān)。
該研究工作對(duì)1T相MoS?的批量製備以及MoS?基新型吸附劑的應(yīng)用具有重要意義。相關(guān)研究成果以“Ethanol introduced synthesis of ultrastable 1T-MoS?for removal of Cr(VI)”為題，發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域?qū)I(yè)期刊Journal of Hazardous Materials 上。
