富勒烯、碳纳米管材料的出现,推动了无机类富勒烯及管状结构纳米材料的研究。与此类似,石墨烯的出现,带动了类石墨烯材料的研究热潮。近年来,二维层状纳米材料因其独特的物理、化学、电子学和力学性能,引起人们广泛的关注。其中,超薄的二硫化钼(钨)纳米片是其中两种重要的功能材料,在润滑剂、半导体电子器件、锂离子电池、超级电容器、储氢等领域都有巨大的应用前景。本文主要针对超薄二硫化钼(钨)纳米片的制备方法及其性能的研究而展开,采用高温硫化反应法和水热反应法制备了超薄二硫化钼(钨)纳米片,并对其锂电性能和作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。主要研究内容有如下几个方面：(1)对超薄的二硫化钼(钨)纳米片的制备方法展开了研究。采用硫脲和三氧化钼为原料,利用高温硫化反应法,在反应温度850℃,反应时间1h的条件下制备出了厚度5-lOnm,侧面尺寸100-150nm的超薄二硫化钼纳米片。比较了反应温度、反应时间以及硫脲与三氧化钼的摩尔比对反应产物的影响。结果发现,当反应温度达到600℃时三氧化钼全转化为二硫化钼,随着反应温度的升高,所生成的二硫化钼纳米片尺寸变大,当反应温度升高到850℃时所制备材料形貌最好。保温时间和原料的摩尔比对纳米片的形貌也有很大的影响,当保温时间为1h,硫脲对三氧化钼的摩尔比为60：1时,所生成的纳米片形貌较好。分析了超薄二硫化钼纳米片的形成机理,在反应过程中,硫脲会快速分解,产生大量的CS2、H2NCN和NH3,而其中的CS2会迅速与Mo03反应,在氧化钼颗粒表面生成一层二硫化钼,同时大量的气体会对氧化钼颗粒表面产生冲蚀作用,使得生成的二硫化钼从氧化钼表面剥离,形成超薄的二硫化钼纳米片。以钼酸铵和硫脲为原材料,利用水热反应法,在反应温度为220℃,反应时间为24h的条件下制备出了厚度约5mnm,侧面尺寸200-400nm并且分散良好的超薄二硫化钼纳米片。比较了反应温度和反应时间对制备产物形貌的影响,结果发现在低温条件下所合成样品结晶度差,样品中纳米片较少,并且呈无序状分布,当反应温度达到220℃时,所合成样品主要由超薄纳米片组成,并且纳米片分散较好。此外,反应时间对产物的形貌也有很大的影响,在反应温度为220℃时,刚开始生成的二硫化钼主要是由一些纳米片组装成的三维微球状结构,随着反应时间的延长,微球的尺寸逐渐变小,同时微球中的纳米片开始分散,当反应时间达到24h时,纳米片的分散程度最好。以硫脲和三氧化钨为原料,在850℃温度条件下,利用高温硫化反应法制备出了厚度约5nm,侧面尺寸100-300nm的类石墨烯二硫化钨纳米片。分析了反应温度、反应时间以及制备工艺等对反应产物的影响。结果发现,当反应温度达到800℃时三氧化钨全转化为二硫化钨,当反应温度升高到850℃时所制备材料形貌较好。保温时间对纳米片的形貌也有很大的影响,保温1h可以获得较好的形貌。分析了类石墨烯二硫化钨纳米片的形成机理,在反应过程中,硫脲会快速分解,产生大量的CS2、H2NCN和NH3,而其中的CS2会迅速与W03反应,在氧化钨颗粒表面生成一层二硫化钨,同时大量的气体会对氧化钨颗粒表面产生冲蚀作用,使得生成的二硫化钨从氧化铝表面剥离,形成超薄的二硫化钨纳米片。(2)对超薄的二硫化钼(钨)纳米片的电化学性能和摩擦学性能展开了研究。将高温硫化反应法所制备的超薄二硫化钼纳米片作为锂离子电池的负极材料,对其电化学性能进行了初步的研究,结果发现其首次放电比容量和充电比容量分别为1213.2mAh/g和953.4mAh/g,经过50次充放电循环后,放电比容量衰减为794mAh/g,容量维持率为79.8%。将水热法制备的二硫化钼纳米片以不同的质量百分比添加到基础油中,比较其减摩效果。结果发现,添加了二硫化钼的润滑油摩擦系数均比基础油要小,其中当二硫化钼纳米片的添加量为1wt.%时,润滑油在载荷固定为20N改变速度和速度固体为0.210m/s改变载荷的条件下的综合减摩效果最好。此外,还将超薄二硫化钼纳米片的减摩效果与市售二硫化钼微粉的减摩效果进行了比较,结果发现超薄二硫化钼纳米片的减摩效果更好。将超薄的二硫化钨纳米片作为锂电池的负极材料,对其电化学性能进行了初步的研究,结果发现其首次放电比容量和充电比容量分别为755.8mAh/g和630.7mAh/g,经过50次充放电循环后,放电比容量衰减为553.4mAh/g,容量维持率为86.5%。(3)针对掺杂对二硫化钨纳米片形貌和性能的影响展开了研究。利用高温硫化反应法制备了Ti、V掺杂的二硫化钨纳米片,并对掺杂后的纳米片的形貌进行了研究。结果发现钛掺杂有利于纳米片的生长,所制备的纳米片侧面尺寸明显比纯二硫化钨纳米片的尺寸大,分散性好。而掺杂了钒的纳米片形貌不均一,侧面尺寸变小,边缘卷曲严重。将钛、钒掺杂二硫化钨纳米片与纯二硫化钨纳米片作为润滑油添加剂以1wt.%的质量百分比添加到基础油中,配制成三种润滑油,对其摩擦学性能展开了研究。实验结果表明钛掺杂二硫化钨纳米片具有最强的抗磨减摩性能,而钒掺杂二硫化钨纳米片的性能则最差。对其减摩机理进行了初步的分析,主要是由于纳米片在金属表面沉积成膜所造成,钛掺杂二硫化钨纳米片由于侧面面积大、分散性好导致在金属表面成膜容易,并且所成润滑膜质量高,从而提高了其抗磨减摩能力。