一种二维BP/Ti制造技术

本发明专利技术公开了一种二维BP/Ti

【技术实现步骤摘要】
一种二维BP/Ti3C2异质结的制备方法及其应用
本专利技术涉及二维材料
，尤其涉及一种二维BP/Ti3C2异质结的制备方法及其应用。
技术介绍
自从石墨烯的问世以来，关于二维材料的研究正在吸引越来越多的研究者们参与进来，黑磷和Ti3C2作为两种新兴的二维材料在非线性光学，二维电子器件，储能等众多领域都有着令人期待的应用前景。但是，由黑磷和Ti3C2制成的二维纳米片溶液在空气和水中非常不稳定，限制了它们在众多领域中的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高黑磷和Ti3C2异质结二维纳米材料的稳定性。为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：一种二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，包括以下步骤：S1、制备黑磷分散液；S2、制备Ti3C2分散液：将LiF溶解于盐酸中，加入Ti3AlC2，在35～40℃下，反应24～36h，反应完成后离心、洗涤至溶液pH值为中性，即得到Ti3C2分散液；S3、将0.05～0.1mg/mL的黑磷分散液、0.1～0.2mg/mLTi3C2分散液混合，超声30～60min，冷冻干燥，即得到二维BP/Ti3C2异质结。其进一步地技术方案为，所述步骤S1，具体包括：将黑磷于溶剂中研磨后，冰浴探针式超声剥离至少10h，去除杂质，再于8000～12000rpm条件下离心，取上层液体，即为黑磷分散液。其进一步地技术方案为，所述溶剂为异丙醇。其进一步地技术方案为，所述步骤S2中，盐酸浓度为6～12mol/L。其进一步地技术方案为，所述步骤S3中，冷冻干燥的温度为-30～-35℃，干燥时间为2～3d。其进一步地技术方案为，所述Ti3C2分散液为少层Ti3C2纳米片溶液。其进一步地技术方案为，所述步骤S3中，黑磷分散液与Ti3C2分散液混合的比例为体积比1:0.8～1.2。其进一步地技术方案为，所述黑鳞分散液中的粒子三维尺寸为300～600nm。本专利技术还提供一种二维BP/Ti3C2异质结，由以上所述的二维BP/Ti3C2异质结的制备方法制得。本专利技术提供二维BP/Ti3C2异质结在光通信领域、激光器、3D打印、光电传感器等领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：本专利技术提出的二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，采用液相剥离和自组装的方法，通过混合不同浓度比例的两种二维材料，利用范德华力，使其剥落的原子层产生随机堆叠，再通过冷冻干燥的技术合成出二维BP/Ti3C2的异质结粉末。制备的二维BP/Ti3C2异质结在空气和水中的稳定性出色，具有很好的可饱和吸收效应。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制得的二维BP/Ti3C2异质结的TEM图；图2为本专利技术实施例1制得的二维BP/Ti3C2异质结的HRTEM图；图3为不同时间下本专利技术实施例1制得的二维BP/Ti3C2异质结的紫外-可见光吸收光谱；图4为本专利技术实施例1制得的二维BP/Ti3C2异质结在1550nm超快脉冲激光的不同强度下的饱和吸收特性；图5为图4的饱和吸收曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本专利技术实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术实施例。如在本专利技术实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。本专利技术实施例提供一种二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，包括以下步骤：S1、制备黑鳞分散液：称取0.1～0.2g块体黑磷(纯度>99.9％)，加入溶剂研磨，于低温环境下，防止黑磷氧化，经过探头超声>10h，离心速率为8000～12000rpm，获得黑磷分散液；S2、制备Ti3C2分散液：将LiF溶解于盐酸中，加入Ti3AlC2，在35～40℃下，反应24～36h，反应完成后离心、洗涤5～7次至溶液pH值为中性，即得到Ti3C2分散液；S3、将0.05～0.1mg/mL的黑磷分散液、0.1～0.2mg/mLTi3C2分散液按一定比例混合，超声30～60min，冷冻干燥，即得到二维BP/Ti3C2异质结。其中，盐酸浓度为6～12mol/L。本实施例中，通过使用盐酸和氟化锂反应获得氢氟酸，再由氢氟酸与Ti3AlC2的温和方法来制备少层Ti3C2。采用液相剥离和自组装的方法，通过混合不同浓度比例的两种二维材料，利用范德华力，其剥落的原子层将产生随机堆叠，再通过冷冻干燥的技术合成出二维BP/Ti3C2的异质结粉末。实施例1本专利技术实施例1提供一种二维BP/Ti3C2异质结及其制备方法，包括以下步骤：少层Ti3C2分散液的制备：首先，在离心管中加入10mL浓度为9M的盐酸，接着缓慢加入0.5g纯度为99.9％的氟化锂粉末，整个过程持续约10分钟，使氟化锂充分溶解并产生氢氟酸；再向离心管内加入0.5g的纯度为99.9％的Ti3AlC2粉末，缓慢加入，以防止反应剧烈。最后将离心管封口并留下一个通气孔放在温度为40℃的恒温水浴箱中搅拌约24小时。待反应完成，加入去离子水在3500rmp下离心5min，重复洗涤7次，至获得呈中性的Ti3C2溶液。将溶液放在功率为1000W的水浴超声机中超声1h，随后8000rmp下离心1h，获得黑色溶液，接着通过手摇使得溶液分层，然后取出上层墨绿色液体即为所述的少层Ti3C2纳米片溶液。黑磷分散液的制备：取0.1g的块体黑磷放在玛瑙研钵中加入异丙醇研磨1h后，置于探头超声机中超声约10h，过程中使用冰袋保持低温环境，防止黑磷氧化；随后在3000rmp下离心30min去除杂质，再在8000rmp下离心，取上层淡黄色液体即为所述的黑磷分散液。BP/Ti3C2异质结的合成：将Ti3C2分散液(0.2mg/mL)和BP分散液(0.1mg/mL)以1:1的比例混合，超声处理30min，之后放入冷冻干燥机里干燥72h(-35℃)，获得的粉末样品即为二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维BP/Ti

【技术特征摘要】
1.一种二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备黑磷分散液；
S2、制备Ti3C2分散液：将LiF溶解于盐酸中，加入Ti3AlC2，在35～40℃下，反应24～36h，反应完成后离心、洗涤至溶液pH值为中性，即得到Ti3C2分散液；
S3、将0.05～0.1mg/mL的黑磷分散液、0.1～0.2mg/mLTi3C2分散液混合，超声30～60min，冷冻干燥，即得到二维BP/Ti3C2异质结。


2.如权利要求1所述的二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括：
将黑磷于溶剂中研磨后，冰浴探针式超声剥离至少10h，去除杂质，再于8000～12000rpm条件下离心，取上层液体，即为黑磷分散液。


3.如权利要求2所述的二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，其特征在于，所述溶剂为异丙醇。


4.如权利要求1所述的二维BP/Ti3C2异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖全兰，夏雪枫，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44