本发明专利技术属于材料领域的异质结复合材料技术领域，尤其是二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料的制备及应用。本发明专利技术提通过制备二维硒化铋纳米片进一步构建二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料，将纤维磷分散于有机溶剂中，加入铜盐和二维硒化铋纳米片，加热反应，即得二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料。二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料以二维硒化铋纳米片为基底，基底上覆盖二维磷化亚铜纳米带，该复合材料能在空气环境中能够保持两个月之久，同时利用磷化亚铜在近红外的吸收，增强了材料在近红外长波段(1100nm)的响应，具有良好的光热转换性能。热转换性能。热转换性能。
【技术实现步骤摘要】
二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料的制备及应用
[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及异质结复合材料
，尤其是二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料的制备及应用。
技术介绍
[0002]二维材料是指具有原子级厚度和无限的平面尺寸的一类新型材料，具有大的比表面积、量子尺寸效应，在多个领域中被广泛的应用，被誉为21世纪的超级材料。
[0003]磷化亚铜(Cu3P)是一种近年来新兴的过渡金属磷化物材料，具有优异光电特性和近红外光热转化效率，可应用于近红外长波段高速光电探测器。然而其应用却受到两个因素的制约，一方面是纳米级尤其是二维的磷化亚铜(Cu3P)难以大规模制备，另一方面磷化亚铜样品在空气中具有不稳定性。
[0004]硒化铋(Bi2Se3)是一种典型的Z2类拓扑绝缘体，由于其优异的光电性能、特殊的禁带宽度和高载流子迁移率，在光电探测器领域中有着广泛的应用。硒化铋在可见光范围内有着较好的光电响应，但由于带隙范围的限制，在近红外长波段1100
‑
2526nm的吸收较弱，探测能力较差，与此同时其纳米级尤其是二维硒化铋的大规模制备也是目前的难点。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料的制备方法，具体步骤为：将纤维磷分散于有机溶剂中，加入铜盐和二维硒化铋纳米片，加热反应，即得二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料。
[0007]进一步地，所述二维硒化铋纳米片与纤维磷的质量比为1：1
‑
1.3：1；
[0008]进一步地，所述纤维磷与铜盐的质量比为2：5
‑
1：4；
[0009]进一步地，所述纤维磷与有机溶剂的质量体积比为2：5
‑
1：4mg/mL；
[0010]优选地，所述有机溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮、DMF、乙二醇中的一种或多种；
[0011]优选地，所述铜盐选自氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酰丙酮铜中的一种或多种。
[0012]进一步地，所述纤维磷的形貌为纳米带，长度为100
‑
250nm，宽度为50
‑
80nm，厚度为10
‑
30nm；
[0013]进一步地，所述二维硒化铋纳米片的形貌为纳米圆片，半径为30
‑
60nm，厚度为3
‑
10nm。
[0014]进一步地，所述加热反应的反应温度为100
‑
150℃；
[0015]进一步地，所述加热反应的反应时间为6h
‑
8h。
[0016]进一步地，所述二维硒化铋纳米片的制备，具体步骤为：将硒粉与还原剂硼氢化物反应，生成硒氢化物，并与聚乙烯吡咯烷酮、铋盐混合溶于有机溶剂中，加热处理进行反应，即得二维硒化铋纳米片；
[0017]进一步地，所述聚乙烯吡咯烷酮、硒粉、铋盐、还原剂硼氢化钠的质量比为10：2
‑
5：
5
‑
10：3
‑
5；
[0018]进一步地，所述铋盐选自硝酸铋、乙酸铋中的一种或多种；
[0019]进一步地，所述硼氢化物为硼氢化纳；
[0020]进一步地，所述有机溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)，NMP，乙二醇中的一种或多种；
[0021]进一步地，所述加热处理的温度为140
‑
180℃；
[0022]进一步地，所述加热处理的时间为6
‑
12h。
[0023]进一步地，所述纤维磷的制备，具体步骤为：取晶态红磷，分散于N
‑
甲基吡咯烷酮中，加入表面活性剂超声制备；
[0024]进一步地，所述晶态红磷与N
‑
甲基吡咯烷酮的质量体积比为1
‑
2：1mg/mL；
[0025]进一步地，所述晶态红磷与表面活性剂的质量比为1：2；
[0026]优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；
[0027]进一步地，所述超声时间为5
‑
10h；
[0028]进一步地，所述超声使用功率为2
‑
4W。
[0029]进一步地，以上所述制备方法制备得到的为二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料；
[0030]进一步地，所述的二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料，以二维硒化铋纳米片为基底，基底上覆盖二维磷化亚铜纳米带。
[0031]一种二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料作为光热转换材料的应用。
[0032]一种二维磷化亚铜纳米带的制备方法，具体步骤为：将纤维磷分散于有机溶剂中，加入铜盐，加热反应，即得二维磷化亚铜纳米带。
[0033]进一步地，所述纤维磷与铜盐的质量比为2：5
‑
1：5；
[0034]优选地，所述铜盐选自氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酰丙酮铜中的一种或多种；
[0035]进一步地，所述纤维磷与有机溶剂的质量体积比为20：50
‑
20：100mg/mL；
[0036]优选地，所述有机溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮、DMF、乙二醇中的一种；
[0037]进一步地，所述加热反应的反应温度为100
‑
180℃；
[0038]进一步地，所述加热反应的反应时间为6h
‑
10h；
[0039]进一步地，所述二维磷化亚铜纳米带的长度为50
‑
200nm，宽度为30
‑
80nm，厚度为5
‑
20nm。
[0040]本专利技术取得的有益效果为：
[0041](1)本专利技术提供了一种二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料，以二维硒化铋纳米片为基底，基底上覆盖二维磷化亚铜纳米带。本专利技术提通过制备二维磷化亚铜纳米带进一步构建二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料，通过硒化铋的保护作用实现磷化亚铜稳定性的提升，在空气环境中能够保持两个月之久，同时利用磷化亚铜在近红外的吸收，增强了材料在近红外长波段(1100nm)的响应，并具有良好的光热转换性能。
[0042](2)本专利技术公开的制备方法可以用于大规模制备二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料，且所得产品形貌均一、性能稳定。
[0043]二维硒化铋纳米片的制备中，以硒氢化物代替高毒的硒酸盐，制备过程更加安全环保，同时硒氢化物具有很高的活性，可以生成更均一、更薄的硒化铋纳米片。
[0044]纤维磷的制备中，液相剥离的过程中，创造性地加入了表面活性剂，剥离效率更高，可以得到纳米带形貌的纤维磷，其分散效果与化学活性更好。
[0045]二维磷化亚铜纳米带的制备方法中，采用的纤维磷原料很好的分散效果与化学活性，无需添加其他还原剂的情况下就可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料的制备方法，其特性在于，具体步骤为：将纤维磷分散于有机溶剂中，加入铜盐和二维硒化铋纳米片，加热反应，即得二维磷化亚铜/硒化铋异质结复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所述二维硒化铋纳米片与纤维磷的质量比为1：1
‑
1.3：1；所述纤维磷与铜盐的质量比为2：5
‑
1：4；所述纤维磷与有机溶剂的质量体积比为2：5
‑
1：4mg/mL；优选地，所述有机溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮、DMF、乙二醇中的一种或多种；优选地，所述铜盐选自氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酰丙酮铜中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所述纤维磷的形貌为纳米带，长度为100
‑
250nm，宽度为50
‑
80nm，厚度为10
‑
30nm；所述二维硒化铋纳米片的形貌为纳米圆片，半径为30
‑
60nm，厚度为3
‑
10nm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所述加热反应的反应温度为100
‑
150℃；所述加热反应的反应时间为6h
‑
8h。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二维硒化铋纳米片的制备，具体步骤为：将硒粉与还原剂硼氢化物反应，生成硒氢化物，并与聚乙烯吡咯烷酮、铋盐混合溶于有机溶剂中，加热处理进行反应，即得二维硒化铋纳米片；所述聚乙烯吡咯烷酮、硒粉、铋盐、还原剂硼氢化钠的质量比为10：2
‑
5：5
‑
10：3
‑
5；所述铋盐选自硝酸铋、乙酸铋中的一种或多种；所述硼氢化物为硼氢化物纳；所述有机溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)，NMP，乙二醇中的一种或多种；所述加...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻学锋，吴列，杨帆，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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