[发明专利]一种利用常压等离子体制备二维材料的方法

权利要求书

1.一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，构建一种阴极为材料晶体的剥离装置，利用常压微等离子体技术来对晶体进行剥离，从而快速高效地制备二维薄片材料；

所述方法具体包括如下步骤：

(1)装置的构建：所述的装置由阳极、阴极、溶剂及高压电源构成；其中，阳极采用针状金属电极，并垂直置于溶剂的上方，金属电极接高压电源的正极性输出，阴极采用材料晶体，并浸入至溶剂中，接高压电源的负极性输出；且金属电极为中空结构；

(2)材料的剥离：向中空的金属电极中通入惰性放电气体，然后打开直流高压电源，调节放电电压，使等离子体产生于金属电极尖端和溶剂液面之间，处理，即可得到二维薄片材料；

所述二维材料选自黑磷、石墨烯、氮化硼、二硫化钼，二硫化钨，二硒化钨，二硫化钽，二硫化钛，二硫化铌、碲化锑或碲化铋中的任意一种；

所述的溶剂为含氮类有机溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮,N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述的放电气体为氩气、氦气或氨气中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述的阳极电极尖端距离溶剂液面的距离在0.1～5.0mm之间。

5.根据权利要求1或3所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述的放电气体流量在10～500sccm之间。

6.根据权利要求1或3所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述的放电气体流量在30～300sccm之间。

7.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述阳极和阴极的距离为10～50mm。

8.根据权利要求1或7所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述高压电源的放电电压为300～5000V。

9.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述等离子体处理时间为10～600s。

10.根据权利要求1所述的一种利用常压等离子体制备二维材料的方法，其特征在于，所述制备的二维薄片材料的平均片层厚度为1～100nm，平均尺寸为100nm～50μm。