[发明专利]一种二维金属锡纳米片的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备二维金属锡纳米片的方法，包括以下步骤：步骤a:将五水合氯化亚锡(5H2O·SnCl2)、碳源、有机溶液按质量比为2：3：16配置，并搅拌形成均匀透明无色溶液，即锡基前驱溶液；步骤b：将锡基前驱溶液置于有出口的容器中，利用静电纺丝技术进行纺丝；步骤c：纺丝结束后，将纺丝产物在200～260℃的马弗炉中进行定型；步骤d：将定型后的纺丝产物在还原性气体的氛围下恒温反应，其中恒温温度范围在500℃～800℃之间；步骤e：待反应完全，控制降温到200℃～300℃后再自然降温，即可在纺丝产物上得到二维金属锡纳米片。本发明创新性的采用静电纺丝技术和高温碳化过程相结合的工艺，制备出金属锡纳米片，为制备二维材料金属锡纳米片提供了新的路径。

技术领域

本发明涉及一种二维金属锡纳米片的制备方法，属于无机纳米材料技术领域。

背景技术

2004年，Science期刊报到了K.S.Novoselov等人通过机械剥离的方法从高取向的裂解石墨中获得了单层石墨烯，将二维材料的研究推向了快速发展的阶段。二维材料存在原子层厚度方向上的量子局限效应，因而具有优异的电学、光学、力学、热学性质，有望在高性能电子器件、光电子器件、自旋电子器件以及能源转换和存储领域得到应用。现阶段对于二维材料的研究已取得了较大的进展，如可以用化学气相沉积法等方法制备大面积、高质量、层数可控的石墨烯及部分过渡金属硫化物二维材料，为商业化应用奠定了基础。

同时，二维材料的研究还面临着诸多挑战，首先，材料的水平远未达到光电子器件应用的标准，通过机械剥离法制备二维材料的效率较低，样品厚度不易控制，使用其他方法方法如液相剥离法或化学气相沉积法，会导致样品的层数、边缘形状、相等参数不易控制。因而急需开发效率较高、形貌可控的二维材料制备方法。与常见的二维材料如石墨烯和硅烯相比，锡烯的键长更长，较弱的π-π键构成的平面结构相对不稳定，造成了锡烯的独立不稳定平面结构，使其从理论上讲是一种非常理想的新型二维材料。但锡烯的晶体结构是基于金刚石结构的α-锡，不是层状结构，因而锡烯在制备方面面临着诸多困难。。

发明内容

本发明的目的是提供一种二维金属锡纳米片的制备方法，本发明操作简单、安全可靠、成本较低、可控性强。

为了为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种制备二维金属锡纳米片的方法，包括以下步骤：

步骤a:将五水合氯化亚锡(5H2O·SnCl2)、碳源、有机溶液按质量比为2：3：16配置，并搅拌形成均匀透明无色溶液，即锡基前驱溶液；

步骤b：将锡基前驱溶液置于有出口的容器中，利用静电纺丝技术进行纺丝；

步骤c：纺丝结束后，将纺丝产物在200～260℃的马弗炉中进行定型；

步骤d：将定型后的纺丝产物在还原性气体的氛围下恒温反应，其中恒温温度范围在500℃～800℃之间；

步骤e：待反应完全，控制降温到200℃～300℃后再自然降温，即可在纺丝产物上得到二维金属锡纳米片。

进一步，所述锡基前驱溶液是通过磁力搅拌形成的。

进一步，所述步骤b中，静电纺丝过程中纺丝温度保持在25℃～35℃，正高压范围为13KV～15KV，负高压范围为-3.5KV～-5KV，接收距离在15～20cm之间。

进一步，所述步骤c中，定型过程维持3～5h，定型过程中升温速率维持在1～2℃/min。

进一步，所述步骤d中，还原性气体是氩气。

进一步，所述步骤d中，还原过程的恒温保持1～3h。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：