[发明专利]表面活性剂辅助的铋烯、锑烯、黑磷的液相超声剥离方法

说明书

本发明公开了通过表面活性剂辅助的液相超声剥离方法得到二维铋烯纳米片，包括：步骤一、配制表面活性剂的分散液；步骤二、层状块体前驱物黑磷或者锑块或者铋块的研磨；步骤三、取经研磨后的前驱物于表面活性剂的分散液中，放入功率为50～600W的超声机中，在0～5℃的条件下超声10～1440min；步骤四、取超声后的液体进行离心，离心速率为100～12000rpm/min，离心时间为1～60min，取上清液。本发明广泛适用于高质量的磷烯、锑烯、铋烯的合成。

技术领域

本发明涉及一种材料的制备方法，具体涉及一种表面活性剂辅助的铋烯、锑烯、黑磷的液相超声剥离方法。

背景技术

自2004年，石墨烯被成功地剥离以来，二维材料因其独特的结构所赋予的优异的物理、化学、电学与光学特性，在众多领域具有广阔的应用前景，同时也激励着人们探索更多具有优异性能的新型二维材料。近年来，单元素类石墨烯材料(如硅烯、锗烯等第四主族元素，磷烯、锑烯第五主族元素)以其优异的物理化学性质而愈来愈受到关注。目前，基于层状前驱体的液相超声剥离的合成方法，因其具有良好的操控性、较高的效率、不需要复杂的设备与昂贵的化学试剂等优点被广泛地应用于2D材料的合成中。然而，关于第五主族的单元素材料铋烯的液相超声剥离却鲜有报道，同时也限制了铋烯的应用与发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面活性剂辅助的铋烯、锑烯、黑磷的液相超声剥离方法，用于得到二维的铋烯、锑烯、黑磷纳米片。

本发明是这样实现的：

表面活性剂辅助的铋烯、锑烯、黑磷的液相超声剥离方法，包括：

步骤一、配制表面活性剂的分散液：

将一定量的表面活性剂溶于溶剂中，搅拌，使得表面活性剂能够完全分散于溶剂中；

步骤二、层状块体前驱物的研磨：取一定量的层状块体前驱物，放入研钵中进行研磨5～8min，待块状物变成颗粒状或粉末；

步骤三、液相超声剥离：取经研磨后的前驱物于表面活性剂的分散液中，放入超声机中超声处理一段时间；

步骤四、产物的分离：取超声后的液体进行离心，离心速率为100～12000rpm/min，离心时间为1～60min，收集上清液。

更进一步的方案是：

表面活性剂与溶剂的重量体积比为5～500:10mg/ml。

更进一步的方案是：

所述表面活性剂：为非离子型表面活性剂。

更进一步的方案是：

所述的非离子型表面活性剂为PVP，P123，TW或f127。

更进一步的方案是：

所述溶剂为醇，丙酮，醇与水的混合物。

更进一步的方案是：

所述的醇包括异丙醇、乙醇、甲醇、正丁醇、正丙醇中的一种或几种。

更进一步的方案是：

所述搅拌时间为10min～24h。

更进一步的方案是：

所述的层状块体前驱物是铋、锑或黑磷单质。

更进一步的方案是：

所述超声机的功率为50～600W，超声时间为10～1440min。

更进一步的方案是：

所述的超声温度为0～5℃。

本发明的原理如下：