[发明专利]二维材料量子片及其制备方法

权利要求书

1.二维材料量子片及其制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将二维材料原料、无机物和球磨球混合，进行球磨；

(2)将球磨产物和球磨球分离，向球磨产物中加入溶剂得到分散液，进行超声；

(3)对超声产物进行抽滤，抽滤中使用的滤膜的孔径小于无机物的粒径，对得到的滤液进行离心分离，得到二维材料量子片的分散液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机物的粒径为50nm-10000nm；

优选地，所述无机物为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛或氧化锌中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述二维材料原料与无机物的质量比为1:1-1:100，优选为1:5-1:30。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述球磨球的直径为0.5mm-20mm；

优选地，所述球磨球的材料包括玛瑙、二氧化锆、不锈钢、调制钢、硬质碳化钨、氮化硅或烧结刚玉中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述二维材料原料与球磨球的质量比为1:10-1:1000，优选为1:50-1:300。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述二维材料原料包括石墨、六方氮化硼、过渡金属二硫族化合物、二维过渡金属碳化物或碳氮化物、石墨相氮化碳或黑磷中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述过渡金属二硫族化合物中的过渡金属为元素周期表中IVB、VB、VIB、VIIB或VIII族元素中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述过渡金属二硫族化合物中的硫族元素为S、Se或Te元素中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述二维过渡金属碳化物或碳氮化物的化学组成为M_n+1X_n，其中M为过渡金属Ti、V、Cr或Nb元素中的任意一种或至少两种的组合；X为C元素，或者为C元素和N元素；n为1、2或3；

优选地，所述二维材料原料的尺寸为0.1μm-10000μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述球磨的时间为0.5h-120h，优选为1h-50h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、N-十二烷基吡咯烷酮、γ-丁内酯、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、苯、氯苯、溴苯、苯甲腈、苯甲醛、苯甲酸苄酯、二苄醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、异丙醇、水中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，加入溶剂后得到的分散液的浓度为1mg/mL-50mg/mL。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述超声为探头型超声或水浴型超声中的任意一种；

优选地，所述超声的功率为50W-1000W；

优选地，所述超声的时间为0.5h-120h，优选为1h-50h。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述抽滤为真空抽滤；

优选地，所述抽滤中使用的滤膜的孔径为0.02μm；

优选地，所述离心的转速为500r/min-10000r/min，优选为1000r/min-6000r/min；

优选地，所述离心的时间为1min-120min，优选为5min-60min。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将二维材料原料、粒径为50nm-10000nm的无机物和直径为0.5mm-20mm的球磨球按照1:(1-100):(10-1000)的比例混合，球磨0.5h-120h；

(2)将球磨产物和球磨球分离，向球磨产物中加入溶剂得到浓度为1mg/mL-50mg/mL的分散液，在超声功率50W-1000W的条件下超声0.5h-120h；

(3)对超声产物进行真空抽滤，对得到的滤液在转速为500r/min-10000r/min的条件下离心1min-120min，得到二维材料量子片的分散液。

10.如权利要求1-9任一项所述方法制备得到的二维材料量子片，其特征在于，所述二维材料量子片为二维层状材料，片层尺寸为1nm-20nm，层数为1层-10层。