The invention relates to a preparation method of highly stable nanometer black phosphorus/three-dimensional graphene composite material, belonging to the technical field of composite materials. The nanometer black phosphorus/three-dimensional graphene nanocomposites are prepared by mixing the nanometer black phosphorus dispersant with the graphene oxide dispersant in an inert gas atmosphere at 5-30 C and by ultrasonic treatment to obtain the dispersant A. The nanometer black phosphorus/three-dimensional graphene nanocomposites are prepared by treating the dispersant A in liquid nitrogen and freeze-drying in an inert gas atmosphere. Under the catalysis of nanometer black phosphorus, graphene oxide can be reduced to graphene under ultrasonic condition, and strong bonding effect between black phosphone and graphene can be formed in the reduction process.
【技术实现步骤摘要】
一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,属于复合材料
技术介绍
黑磷是近年来新出现的一种二维层状材料,类似于石墨。由于黑磷独特的晶体结构和能带结构使其在储能、催化等领域具有很好的应用前景。块体黑磷相较于纳米黑磷存在离子、电子传导慢,反应活性面积小等缺陷,因此,在实际应用时需将块体黑磷进行纳米化,即制备纳米黑磷(黑磷烯或黑磷量子点)。虽然纳米黑磷具有纳米材料特有的优势,但是在实际应用中也存在根本性的障碍:磷系材料导电性不佳、遇周围环境易氧化。因此,需将纳米黑磷与高导电性的石墨烯材料进行复合。一方面改善单一纳米黑磷导电性不佳的问题,另一方面提高纳米黑磷的稳定性。目前纳米黑磷/石墨烯复合材料的制备方法主要有:一是,将黑磷烯与石墨烯进行物理混合。该方法得到的复合材料中黑磷烯与石墨烯仅通过范德华力相互作用,不能从根本上解决纳米黑磷易氧化的缺陷;二是,将黑磷烯与氧化石墨烯进行混合,再通过等离子体烧结过程实现氧化石墨烯的还原,得到黑磷烯/石墨烯复合材料。该方法得到的复合材料黑磷烯与氧化石墨烯间虽然有强的键合作用,但是等离子体烧结过程较为复杂、能耗高,不利于工业化生产。并且目前报道的纳米黑磷/石墨烯复合材料均为二维结构。相较于三维结构的复合材料来说,二维复合材料的电解液、离子传导性能较差,活性面积更小。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足,本专利技术提供一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,本专利技术在纳米黑磷的催化作用下,氧化石墨烯在超声条件下即可被还原为石墨烯,还原 ...
【技术保护点】
1.一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)在温度为5~30℃、惰性气体氛围条件下,将纳米黑磷分散液与氧化石墨烯分散液混合,经超声处理得到分散液A;(2)在惰性气体氛围条件下,将步骤(1)所得分散液A经液氮处理并冷冻干燥即得纳米黑磷/三维石墨烯纳米复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)在温度为5~30℃、惰性气体氛围条件下,将纳米黑磷分散液与氧化石墨烯分散液混合,经超声处理得到分散液A;(2)在惰性气体氛围条件下,将步骤(1)所得分散液A经液氮处理并冷冻干燥即得纳米黑磷/三维石墨烯纳米复合材料。2.根据权利要求1所述高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)纳米黑磷与氧化石墨烯的质量比为1:(1~4)。3.根据权利要求1所述高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)纳米黑磷为黑磷烯、黑磷量子点或黑磷纳米线;纳米黑磷分散液的分散溶剂为水、乙醇、二甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员:廉培超,刘红红,梅毅,杨保佳,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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