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电子显微镜检测表明，该40nm二硫化钼的结晶结构依旧保持层状结构，但其结晶的堆积高度明显下降。
研磨出纳米级二硫化钼的搅拌磨为超高转数的搅拌磨，其衬里为坚硬的碳化钨，也可以为耐磨的聚胺酯衬，磨矿介质以稀土强化的二氧化锆球为最佳。磨矿作业的主要参数是磨机高转数、介质的合理配比（2～6mm）、料球比以及其闭路分级系统的工作结果。搅拌磨可以进行干式研磨，也可以进行湿式研磨，可以间断作业也可以连续作业，在湿式研磨时，为防止磨矿腔中浆料过热，最好用两台隔膜进行体外循环，干式时要充氮作业。
最近NEZSCH公司推出一种新型超细粉碎机，名叫环形间隙磨（Annular Gap Mill），它与传统研磨机的结构完全不同，该机由一个环形转子组成，转子在环形定子中高速旋转，转子与定子之间有一个间隙，间隙区装有各种尺寸的研磨介质，如锆球、碳化钨球等，研磨在其中进行，欲研磨物料从间隙磨下端给入，研磨好的物料经间隙磨上部排出，为防止污染，转子与定子表面涂以聚胺酯。据称该机可研磨超细二硫化钼或纳米二硫化钼。 2. 高压电弧法
高压电弧法可以制备富勒烯状的纳米二硫化钼薄层，在局部高压氮气存在的条件下，用电弧切割固态二硫化钼靶，沉积得到纳米二硫化钼薄膜。而在氩气保护下用激光法切割可得到不同形状的纳米二硫化钼粉末。采用溅射法让靶材原子从表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来，比如Wang 等用两极直流磁溅射的方法制备出 MoSx涂层。
纳米级二硫化钼粒度的测定不能用传统的激光粒度仪，通常用透射电子显微镜测定，并配以表面积的测定。为防止二硫化钼团聚，测定时用甲醇作分散剂，用聚氧乙烯醚类表面活性剂强化分散。过滤、烘干的条件也比较苛刻。 §2.2.3 单层二硫化钼重堆积法
MoS2是一种优良的固体润滑剂，但纳米 MoS2的容易团聚和难分散等问题一直困绕着摩擦学界，使得纳米 MoS2的抗磨、减摩特性不能充分发挥出来，甚至有时还不如普通颗粒尺寸的二硫化钼。利用单层 MoS2重堆积法可将有机基团插入到二硫化钼的层间，能对 MoS2表面进行改性，得到的无机-有机复合物综合了无机物与有机物的特性，具有很好的油溶性、分散性、减摩抗磨性，在解决二硫化钼分散问题方面存在很大潜力。
单层μm级二硫化钼重堆积法(简称重堆积法)是最近发展较快的一种特殊化学方法，是制备二维复合材料-二硫化钼插层化合物(MoS2-IC)的有效方法，重堆积法一般经历了“插层——→剥层——→重堆积(新的插层)”三个步骤。若在重堆积过程中引入适当的客体物质，便可制备出新的MoS2-IC。可以用作二硫化钼插层的客体物质很多，包括 Co2+、R4N+、1,10-菲咯啉、萘及其衍生物、Fe(Ⅲ)-卟啉、聚氧化乙烯等众多无机、有机阳离子或有机小分子及高分子。由于客体物质的插入使二硫化钼的物理性能发生了巨大的改变，激发出许多特异的光、电、磁、催
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化、润滑等功能，因而MoS2-IC是一类前景极其广阔的新功能材料。许多有机基团可以插入到 MoS2层间，形成无机-有机复合物，在纳米复合材料的制备上存在着较大的潜力。二硫化钼插层化合物非常有用但制备复杂且成本高，特别是在第一步中，插层试剂为价格很高且不宜贮存与运输的正丁基锂，另外，插层反应时间也相对过长(40 h 左右)，这难免限制它的工业化生产。
1. 纳米二硫化钼的剥层过程
图2-4a是制备的二硫化钼的XRD图,结果表明产物是二硫化钼纳米微粒. 将制备的纳米二硫化钼依次与正丁基锂和水反应,可制备出纳米二硫化钼单分子层悬浮液. 制备过程为:
nano - MoS2 n- LiC4H9 Li/nano - MoS2 水 [ nano - MoS2 ]x+ MoS2中Mo通常采取三棱柱配位构型,形成2H或3R型二硫化钼. 单分子层二硫化钼中Mo采取八面体配位构型,形成1T - MoS2,并具有2a ×2a超晶格结构. 这种结构的XRD衍射模式,只会保留(hk0)衍射峰,而(00l)与混杂的(hkl)均消失.图2-4b是单分子层悬浮液浓缩产物的XRD图. 图中的各衍射峰严重宽化. 接近非晶态物质的馒头形衍射峰,所有的(00l)衍射峰没有出现,如2H - MoS2的特征峰(002) ;混杂的( hkl)也没有出现,如2H - MoS2的特征峰(103) 、(105). (002) 、(103) 、(105)峰的缺失是单分子层二硫化钼的有力证据. 图2-4c中的(hk0)分别是(100) 、(110) 、( 200) 、(210) 、( 220) ,代表超晶格结构的(210)与(300)等峰只有(210)出现,且十分虚弱与严重宽化,表明这种超晶格结构在单分子层纳米二硫化 钼中没有真正形成,或者形成后发生显著的畸变,致使点阵呈长程无序排列,表现出明显的非晶态特征. 纳米二硫化钼的锂插层与剥层过程可用图2-5描述.
a. 纳米二硫化钼; b. 经浓缩后的单层悬浮液; c. 重堆积纳米二硫化钼
图2-4 产物的XRD图
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图2-5 纳米二硫化钼的锂插层与剥层过程示意图
2. 剥层重堆法制备夹层化合物
如此得到的单层nano- MoS2(实际上是[ nano- MoS2]x - )悬浮液十分稳定,将单层nano - MoS2悬浮液用大量水稀释后,此悬浮液转变成墨绿色的透明或半透明体系,该体系放置数周后,无明显变化,表明用水稀释有利于增加该体系的稳定性. 由于纳米二硫化钼的粒径小,反应活性高,插层与剥层会更加完全,在水中分散的更加均匀稳定. 用大量水稀释后,纳米级单层nano - MoS2间的踫撞机会更少,表现出类似一般离子的性质,因而悬浮液变成透明且更加稳定. 调节单层悬浮液的pH,当pH = 2或更低时,该体系立即出现絮凝现象,表明在pH = 2或更低时,该悬浮体系不稳定. Li/nano - MoS2遇到水时,所包夹的金属锂能与水迅速反应产生H2和, H2的生成与超声作用使层与层之间发生剥离,结果导致nano- MoS2表面带部分负电,表面带负电是单层二硫化钼能在水中稳定存在的主要原因之一. 当pH =2时,单层MoS2表面的负电被高浓度的H+除去,导致絮凝(重堆积).
制备重堆积nano - MoS2可表示为:
[nano - MoS2]x - H+ restacked nano - MoS2
普通微米尺寸的单层MoS2的重堆积产物存在明显的002衍射峰,表明在重堆积过程中,单层MoS2是沿着c轴方向进行层叠式的重堆积(图2-6a). 而重堆积nano - MoS2的XRD图(图2-4c)与单分子层浓缩产物的XRD图(图2-4b)基本一致,表明重堆积nano - MoS2仍维持着单层nano - MoS2的结构特征,单层nano - MoS2不存在规则的层叠式堆积,而是一种混乱的、在各个方向上的随机堆积. 单层普通微米级二硫化钼重堆积过程时,动力主要来自平行板层的表面相互吸引力,而其它方向上的引力相对较小,因而以层叠方式堆积;而单层纳米二硫化钼在平行板层及其它方向上均是纳米尺度,存在较多的表面活性中心,产生的相互吸引力在各个方向接近,造成的随机堆积的概率会大大增加. 单层二硫化钼之间的活性中心相互作用快,秩序混乱,得到的产物的随机堆积性增大,并不是按层叠方式堆积(图2-6b).
a. 单层微米级二硫化钼; b. 单层纳米级二硫化钼; c. 在阳离子中单层纳米级二硫化钼
图2-6 单层二硫化钼重堆积过程示意图
综上所述，上述方法各有优缺点。其中化学法灵活性强，产物纯度高，能制备出符合不同功能需求的 MoS2，如自润滑薄层、插层电池、高效氢化脱硫催化剂。但也存在不足，如原料要求高，工艺流程长，生产成本高，废液需要处理等。物理法可弥补化学法的不足，且一般不破坏 MoS2的天然晶格，但设备要求高，方法不够灵活，获得的产物较为单一。因而 MoS2超细化的走向，应是朝着化学法与物理法相结合的方向发展，如在反应中引入高能物理射线、超声波等，或用化学法制备出MoS2后再用物理法如机械研磨法等进行处理。
§2.3 IF-MoS2 纳米粒子的制备
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1992年， R．Tenne发现WS2和MoS2 在一定条件下由不稳定的层状结构形成富勒烯结构和纳米管， 揭开了无机富勒烯( Inorganic Fullerene; 简称IF) 研究工作的序幕．MoS2 可以被合成多种形式的IF结构如纳米粒子、单壁纳米管和多壁纳米管．MoS2 富勒烯纳米粒子和纳米管( IF-MoS2 )因其独特的微观结构，决定了其有许多新奇的性能．理论计算显示直径大约2 nm的MoS2 纳米管由于其带隙远小于块状均为良好的半导体，其带隙不随纳米管的直径和手性而改变;锯齿形MoS2 纳米管有一个很小的直接带隙;最近实验发现直径小于1 nm的MoS2 纳米管更像金属．MoS2 富勒烯结构纳米粒子和纳米管由于许多新奇的性能，从而使其有很多不易预料的应用．研究发现IF-MoS2 可以用作苛刻条件下的固体润滑剂，固体可充电锂电池阴极，原油氢化脱硫的催化剂，光电发光器，储氢材料， STM针尖等．由于其在众多领域有潜在应用，世界上很多研究小组致力于MoS2 富勒烯纳米粒子和纳米管的制备、形成机理及其性能研究．
§2.3.1 MoS2 富勒烯结构纳米粒子和纳米管的形成机理
为了在制备过程中很好地控制纳米粒子的尺寸和形状阐述从MoO3 开始形成IF-MoS2 的机理显得尤为重要，以色列科学家将这一形成过程分为3步，图2-7是IF2MoS2 纳米粒子包裹形成机理的示意图．
(1)氢气还原MoO3 纳米粒子表面，并在MoO3 表面形成MoS2 包裹层．反应气氛中的氢还原MoO3 纳米粒子表面，这一还原诱使表面原子层的剪切．被轻度还原的纳米粒子表面和反应气氛中的H2S反应， S原子迅速置换纳米粒子表面氧原子形成致密的层MoS2 (1～2层) ，这个MoS2 层将MoO3 纳米粒子紧紧的包裹起来．这个包裹层是化学钝性的，包裹在MoO3 表面阻止了纳米粒子直接接触长大和进一步粗化，避免了层状结构2H-MoS2 的形成．同时，这个包裹层减缓了MoO3 被还原的速度;避免了颗粒内部的氧原子与气氛中的S原子直接主动反应，而是与邻近S原子反应，最终形成富勒烯结构．反应的第一步非常迅速，在几秒时间内就可完成．
a—MoO3 纳米粒子; b—1～2层MoS2 包裹的MoO3 纳米粒子; c—3～5层MoS2 包裹的Mo03-x纳米粒子; d—准球形的笼状MoS2 纳米粒子
图2-7 IF-MoS2 纳米粒子包裹形成机理示意图
(2)具有高扩散速度的氢原子在MoO3 纳米粒子内的扩散，并对被MoS2 层包裹的MoO3 纳米粒子进行还原．氢原子的扩散是沿半径向准球形的MoO3 核的全方位
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