一种过渡金属掺杂二维薄片的制备方法技术

本发明专利技术提供一种简易、快捷地制备掺杂过渡金属的二维薄片的方法，在电场下将块状含层状结构的二维晶体转变成少层的薄片，同时在薄片上掺杂过渡金属异质结。该方法中，将块状二维晶体作为工作电极，另外的惰性材料作为对电极，并都浸泡在电解液中，电解液为含过渡金属阳离子及插层剂的有机溶剂。持续通电一段时间后，将得到的产物收集，清洗，超声，得到掺杂过渡金属的二维薄片。本发明专利技术利用电化学法快速制备掺杂过渡金属的二维薄片，该方法条件简单、成本低、产率高、重复性好、且对环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属掺杂二维薄片的制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，涉及一种过渡金属掺杂二维薄片的制备方法。
技术介绍
二维材料以其独特的物理化学性质成为纳米科学最活跃的研究领域之一，在环保、能源、纳米电子学等领域有着广阔的应用前景。但其常需要与过渡金属构成异质结来改变其电子状态，进而提升二维材料的性能。目前，制备二维材料过渡金属异质结的普遍方法为先将二维材料剥离成薄片，再在薄片上通过水热法、气相沉积法等构建过渡金属异质结。在预先剥离、存储及转移中，会带来二维材料结构的退化，性能衰减，且过程复杂，损耗很大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种简单易行，安全可靠，易于大规模工业化推广的过渡金属掺杂二维薄片的制备方法。本专利技术提供电化学制备方法，用于快速制备大量的高质量掺杂过渡金属的二维薄片，所述的制备方法包括以下步骤：（一）：将二维块体作为工作电极，另外的惰性材料为其他的电极，所有电极与导线相连，浸入在含插层剂及过渡金属阳离子的溶剂中，与电解池一起，构成两电极或三电极体系。（二）：持续通电一段时间，得到膨胀体，其为相互连接的过渡金属掺杂的二维薄片。（三）：收集膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备过渡金属掺杂二维薄片的方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）：将二维块体作为工作电极，其他惰性材料作为对电极，所有电极与导线相连，浸入在含过渡金属阳离子及插层剂的有机溶剂中，与电解池一起，构成两电极或三电极体系；（二）：持续通电一段时间，得到膨胀体，其为相互连接的过渡金属掺杂的二维薄片；（三）：收集膨胀体，清洗数次后，超声，离心，得到过渡金属掺杂的二维薄片。

【技术特征摘要】
2019.03.09 CN 20191017767411.一种制备过渡金属掺杂二维薄片的方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）：将二维块体作为工作电极，其他惰性材料作为对电极，所有电极与导线相连，浸入在含过渡金属阳离子及插层剂的有机溶剂中，与电解池一起，构成两电极或三电极体系；（二）：持续通电一段时间，得到膨胀体，其为相互连接的过渡金属掺杂的二维薄片；（三）：收集膨胀体，清洗数次后，超声，离心，得到过渡金属掺杂的二维薄片。2.根据权利要求1所述的制备过渡金属掺杂二维薄片的方法，其特征在于，所述步骤（1）的二维晶体为含层状结构的块体，包括但不限于石墨烯、黑磷、h-BN、g-C3N4，过渡金属硫属化物(TMD)，二维过渡金属碳化物或碳氮化物（MXene），过渡金属氧化物，过渡金属氢氧化物；TMD由MX2表示，其中“M”表示过渡金属，为过渡金属Mo、W、Nb、V、Ta、Ti、Zr、Hf、Tc和Re中的一种或几种，“X”表示硫属元素，为S、Se或Te中的一种或几种；MXene由Mn+1XnTx表示，其中n=1、2、3，M为过渡金属元素，X为碳或/和氮元素，Tx为-OH/O/-F。3.根据权利要求1所述的制备过渡金属掺杂二维薄片的方法，其特征在于，所述步骤（1）的工作电极为多个层状二维块体电极并联。4.根据权利要求1所述的制备过渡金属掺杂二维薄片的方法，其特征在于，所述步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻学锋，刘丹妮，王佳宏，
申请(专利权)人：深圳市中科墨磷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44