[发明专利]一种高效制备砷烯纳米片的方法

说明书

本发明提供了一种高效制备砷烯纳米片的方法，包括：将砷粉和添加剂分散在有机溶剂中，得预混合物；其中，所述砷粉的纯度不小于99.999％，所述添加剂包括氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮、以及胆酸钠中的一种或多种；所述有机溶剂包括氮‑甲基吡咯烷酮；将所述预混合物依次进行超声液相剥离处理和离心分离处理，并在所述离心分离处理后取上清液，所述上清液为砷烯纳米片的分散液；此外，本发明中的所述添加剂也可以仅为聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂也可以包括氮‑氮‑二甲基甲酰胺。本发明所提供的制备方法能够提高砷烯纳米片的产量和质量，制备得到少层的砷烯纳米片。

技术领域

本发明涉及砷烯材料领域，尤其涉及一种高效制备砷烯纳米片的方法。

背景技术

由于石墨烯等二维材料在电子、催化和生物传感等广泛应用中展现出优异的性能，二维材料在过去几年中得到了广泛的研究。然而，由于石墨烯、硅烯和锗烯属于零带隙电子结构，限制了二维材料后续的高效应用。随后，有研究者发现，当砷烯纳米片的层数减小到双层甚至单层时分别具有0.37eV和2.49eV的带隙结构，同时，少层砷烯展现出的高载流子迁移率、高强度、高光电吸收能力等使得其在晶体管应用中具有较大潜力。

目前砷烯纳米片的制备多采用超声液相剥离的方法，虽然该方法的工艺流程以及所用设备都较为简单，但是，该方法的的产量较低，且难以获得形貌规整的少层砷烯纳米片。

鉴于此，有必要提供一种高效制备砷烯纳米片的方法，以解决或至少缓解上述砷烯纳米片产量低、质量差的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供了一种高效制备砷烯纳米片的方法，旨在解决上述现有技术中的砷烯纳米片产量低、质量差技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效制备砷烯纳米片的方法，包括：

将砷粉和添加剂分散在有机溶剂中，得预混合物；其中，所述砷粉的纯度不小于99.999％，所述添加剂包括氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮、以及胆酸钠中的一种或多种；所述有机溶剂包括氮-甲基吡咯烷酮；

将所述预混合物依次进行超声液相剥离处理和离心分离处理，并在所述离心分离处理后取上清液，所述上清液为砷烯纳米片的分散液。

进一步地，所述添加剂为所述聚乙烯吡咯烷酮和所述胆酸钠中的一种或两种。

进一步地，所述砷粉与所述添加剂的质量比为100-250:50-100。

进一步地，所述砷粉与所述添加剂的质量之和:所述有机溶剂的体积＝150-350mg:40ml。

进一步地，所述超声液相剥离处理包括：将所述预混合物在功率为100-130W的超声细胞破碎仪中剥离12-24小时。

进一步地，所述离心分离处理包括：将所述分散液在2000-8000rpm的转速下离心15-30min。

本发明还提供另一种高效制备砷烯纳米片的方法，包括：

将砷粉和添加剂分散在有机溶剂中，得预混合物；其中，所述砷粉的纯度不小于99.999％，所述添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮；所述有机溶剂包括氮-氮-二甲基甲酰胺；

将所述预混合物依次进行超声液相剥离处理和离心分离处理，并在所述离心分离处理后取上清液，所述上清液为砷烯纳米片的分散液。

进一步地，所述砷粉与所述添加剂的质量比为100-250:50-100。

进一步地，所述砷粉与所述添加剂的质量之和:所述有机溶剂的体积＝150-350mg:40ml。

进一步地，所述超声液相剥离处理包括：将所述预混合物在功率为100-130W的超声细胞破碎仪中剥离12-24小时。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：