The invention discloses a black phosphorus / noble metal composite material, preparation method and application thereof, the black phosphorus / noble metal composite material is the combination of the noble metal nanoparticles and / or noble metal alloy nanoparticles and black phosphorus through coordination bonds, through the use of noble metal modified black phosphorus. The black phosphorus are not oxidized in the water and air, enhance the stability of the structure and properties of black phosphorus materials; black phosphorus / noble metal composite material compared to the black phosphorus materials, precious metals / precious metal alloy nanoparticles, its physical and chemical properties is more excellent compared to black phosphorus and its catalytic performance can be better. The application in catalysis is wide, can be used as efficient catalysts, catalysts, organic catalysts for photocatalytic and electrochemistry field, organic catalytic reaction, etc..
【技术实现步骤摘要】
一种黑磷/贵金属复合材料、其制备方法以及应用
本专利技术涉及黑磷材料
,具体涉及一种黑磷/贵金属复合材料、其制备方法以及应用。
技术介绍
二维黑磷(简称黑磷)是当前受到广泛关注的一种新型二维半导体材料。作为二维平面材料中的一员,黑磷具有和石墨烯类似的二维层状结构,同一层内的磷原子以共价键相连接,层与层之间通过范德华力堆垛在一起。通过近三年的研究,黑磷展现出很多独特的性质。首先,与石墨烯的0带隙和过渡金属硫化物的间接带隙(二层以上)相比,黑磷是一种直接带隙半导体,即导带底部和价带顶部在同一位置,这意味着黑磷可以直接与光耦合。并且,黑磷的带隙随层数可调,通过调控黑磷的层数,即可实现其对不同波长光的响应。此外,黑磷还具有较高的电子迁移率、独特的各项异性等性质。这些特性使得黑磷在光学,电学,生物,化学领域具有广泛的应用潜力。其中将黑磷应用于多种催化领域更是吸引了全世界科研人员的广泛研究兴趣。与此同时,贵金属由于其优秀的电催化,光催化及有机催化活性,向来是科学研究中的热点与重点。近几十年来,贵金属纳米材料的研究不断促进贵金属催化的不断发展。因此,将黑磷与贵金属两种材料结合起来,形成同时具有两者优异物理特性的复合材料,必将拓宽黑磷与贵金属复合材料在多种催化领域的潜在应用。现有的技术方案中,主要采用未经修饰过的黑磷作为催化剂,用于光催化,电催化等应用。2015年,中国科学技术大学谢毅教授课题组报道了黑磷纳米片在光催化制备单线态氧以及光催化降解甲基橙中的应用。研究结果表明,黑磷纳米片表面的磷原子具有大量的活性位点,同时还展现出较低的电子-空穴复合率以及较高的载流子迁 ...
【技术保护点】
一种黑磷/贵金属复合材料,其特征在于,所述黑磷/贵金属复合材料是贵金属纳米颗粒和/或贵金属合金纳米颗粒与黑磷通过配位键结合的产物。
【技术特征摘要】
1.一种黑磷/贵金属复合材料,其特征在于,所述黑磷/贵金属复合材料是贵金属纳米颗粒和/或贵金属合金纳米颗粒与黑磷通过配位键结合的产物。2.根据权利要求1所述的黑磷/贵金属复合材料,其特征在于,所述贵金属纳米颗粒为金、银、铂、钯、铑、钌、锇、铱中的至少一种的纳米颗粒,所述贵金属合金纳米颗粒为金合金、银合金、铂合金、钯合金、铑合金、钌合金、锇合金、铱合金中的至少一种的纳米颗粒。3.根据权利要求1或2所述的黑磷/贵金属复合材料,其特征在于,所述黑磷为黑磷纳米片或黑磷量子点。4.权利要求1-3任一项所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:贵金属纳米颗粒和/或贵金属合金纳米颗粒有机溶液与黑磷混合,升温反应,分离出反应体系中固体,得到黑磷/贵金属复合材料。5.根据权利要求4所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述升温反应过程是在保护气体气氛下,先20-100℃搅拌反应15-30小时,再25-300℃回流1-40小时。6.根据权利要求4所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述升温反应过程是在保护气体气氛下,先28-60℃搅拌反应23-25小时,再40-200℃回流1-40小时。7.根据权利要求4-6任一项所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述黑磷为经修饰的黑磷。8.根据权利要求7所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述经修饰的黑磷为氨基修饰或巯基修饰的黑磷。9.根据权利要求7所述的黑磷/贵金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述氨基修饰或巯基修饰的黑磷通过以下步骤得到:具有氨基或巯基的有机物与黑磷在溶剂中混合,在保护气体气氛下,30-180℃回流反应,冷却,分离反应体系中的固体,得到氨基修饰或巯基修饰的黑磷。10.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:喻学锋,王欣,白力诚,
申请(专利权)人:深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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