[发明专利]一种大量获得少层二维碲烯的制备方法

说明书

一种大量获得少层二维碲烯的制备方法，涉及二维层状材料的制备。包括以下步骤：1)取出一小块碲块，用一带有夹子的铜极夹住碲块；2)在干净的容器加入溶剂，再加入溶质，搅拌均匀，得电解液溶液；3)将步骤1)中夹住碲块的铜极接入直流电源的负极，用一根铂电极接入直流电源的正极，将碲块与铂电极浸入到硫酸钠溶液中；4)调控直流电源的电压和电流，获得大量少层的二维碲烯；5)将容器中所有的物质转移到离心管，通过离心洗涤、干燥获得纯净的碲烯。工艺简单、容易操作、耗时少、低成本，制备获得的少层碲烯量大，能够为其在传感器以及其他电子器件领域的应用提供量产的基础。有利于推动碲烯在理论方面和应用领域的研究。

技术领域

本发明涉及二维层状材料的制备，具体是涉及一种大量获得少层二维碲烯的制备方法。

背景技术

近年来，碲烯作为二维材料领域的最新成员之一，以其独特的、多功能的材料性能和技术潜力而备受关注。与目前先进成熟的其他二维材料相比，碲烯具有一些独特的性质和优势。二维碲烯具有高载流子迁移率以及在空气中非常稳定，不易被氧化。并且可以制作成空气稳定的高性能场效应晶体管，这使得它不同于其他二维材料。此外二维碲材料还有良好的催化效应、导电率、压电以及热电性能，使其在光电、压电传感器中展现的令人着迷的应用前景。

碲烯应用化的关键在于要能够实现大量的、高效的、低成本、安全的制备。值得注意的是，目前有多种碲烯的制备方法，例如：液相剥离法、溶剂热合成法、物理气相沉积、分子束外延。但这些可行的制备方法都无法在短时间内高效的获得大量的碲烯；因此本发明主要基于电化学方法，通过改进剥离条件，提出一种中性盐类溶液电化学剥离的方法，能高效、安全、经济、无污染的大量制备少层的二维碲烯。

发明内容

本发明的目的在于针对现有制备方法存在的上述不足，提供工艺简单、容易操作、耗时少、低成本、产量大的一种大量获得少层二维碲烯的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)取出一小块碲块，用一带有夹子的铜极夹住碲块；

2)在干净的容器加入溶剂，再加入溶质，搅拌均匀，得电解液溶液；

3)将步骤1)中夹住碲块的铜极接入直流电源的负极，用一根铂电极接入直流电源的正极，将碲块与铂电极浸入到硫酸钠溶液中；

4)调控直流电源的电压和电流，获得大量少层的二维碲烯；

5)将容器中所有的物质转移到离心管，通过离心洗涤、干燥获得纯净的碲烯。

在步骤1)中，所述一小块碲块可称取100mg的碲块。

在步骤2)中，所述容器、溶剂、溶质的质量体积比可为100mL︰(40～80)mL︰(1～100)mg；优选100mL︰40mL︰(1～10)mg；所述搅拌均匀可搅拌至溶液澄清；

在步骤2)中，所述溶剂可采用去离子水或有机溶剂；所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙腈(AN)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸丙烯酯(PC)等中的一种；

当溶剂采用去离子水时，所述溶质选自无水硫酸钠(Na₂SO₄)、氯化钠(NaCl)、硫酸钾(K₂SO₄)、氯化钾(KCl)、氯化铵(NH₄Cl)、硫酸镁(MgSO₄)、氯化镁(MgCl₂)、硝酸钾(KNO₃)、硝酸钾(KNO₃)、硝酸钠(NaNO₃)、硝酸镁(Mg(NO₃)₂)、硝酸铵(NH₄NO₃)、硫酸铵((NH₄)₂SO₄)等中的一种；