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Water Dispersible, Positively and Negatively Charged MoS2 Nanosheets: Surface Chemistry and the Role of Surfactant Binding

吸附 材料科学 水溶液 单层 无机化学 X射线光电子能谱 表面电荷 纳米颗粒 纳米片 分子 胶束
作者
Amit Gupta,Vaishali Arunachalam,Sukumaran Vasudevan
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:6 (4): 739-744 被引量:78
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.5b00158
摘要

Stable aqueous dispersions of atomically thin layered MoS2 nanosheets have been obtained by sonication in the presence of ionic surfactants. The dispersions are stabilized by electrostatic repulsion between the sheets, and we show that the sign of the charge on the MoS2 nanosheets, either positive or negative, can be can be controlled by the choice of the surfactant. Using techniques from solution NMR, we show that the surfactant chains are weakly bound to the MoS2 sheets and undergo rapid exchange with free surfactant chains present in the dispersion. In situ nuclear Overhauser effect spectroscopic measurements provide direct evidence that the surfactant chains lie flat, arranged randomly on the basal plane of the MoS2 nanosheets with their charged headgroup exposed. These results provide a chemical perspective for understanding the stability of these inorganic nanosheets in aqueous dispersions and the origin of the charge on the sheets.
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