二维层状砷锑材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种二维层状砷锑材料，包括步骤：S1，提供砷锑层状合金；S2，将砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得二维层状砷锑材料。该方法简单易操作，成本较低，通过该制备方法可以获得低成本大量的二维层状砷锑材料。填补了二维层状砷锑材料的制备技术的空白，解决了现有技术中二维材料制备产量低、制备成本高昂的问题，实现了二维层状砷锑材料的高效制备，获得的二维层状砷锑材料应用前景广阔。维层状砷锑材料应用前景广阔。维层状砷锑材料应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
二维层状砷锑材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备及材料科学与工程领域，尤其涉及一种二维层状砷锑材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，类石墨烯二维材料作为纳米电子学的新兴材料由于其卓越的性能引起了广泛的研究关注。例如石墨烯、硅烯、氮化硼纳米片、过渡金属二硫属元素化物(TMD)和黑磷，这些二维层状材料可以表现出多种电子特性，包括金属、半导体、超导，甚至具有极高迁移率的拓扑绝缘体特性。
[0003]研究发现，当锑烯材料的厚度减薄到一个原子层时，它将转化为间接带隙的半导体，且带隙值高达2.28eV，进一步施加微小的应力可以使其转变为直接带隙半导体。因此，预测二维的砷锑材料将拥有独特的半导体性能：带隙大小与锑烯相似、也可实现间接带隙直接带隙转化、还具有拓扑绝缘体的能带反转特性和更强的自旋轨道耦合效应。
[0004]现有技术中，二维层状砷锑材料的制备属于本领域内的技术空白。在二维材料的制备中，通常存在产量低、制备成本高昂等问题，无法实现高效、高质量地制备二维层状砷锑材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种二维层状砷锑材料，旨在解决现有技术制备二维层状砷锑材料产量低、制备成本高昂等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种二维层状砷锑材料，包括步骤：
[0007]S1，提供砷锑层状合金；S2，将所述砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向所述混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得所述二维层状砷锑材料。
[0008]进一步地，在步骤S1中，所述砷锑层状合金的来源包括，将单质砷和单质锑混合后在封闭的保护气体氛围中进行退火处理，冷却后，得所述砷锑层状合金。
[0009]进一步地，所述单质砷和所述单质锑的摩尔比为1～2：1。
[0010]进一步地，所述退火处理包括：将所述反应容器于650～750℃下进行第一保温30～60min，并升温至800～900℃进行第二保温30～60min，再降温处理30～60min后自然冷却至室温。
[0011]进一步地，所述砷锑层状合金与所述第一有机分散剂的质量体积比为100mg：3～5mL。
[0012]进一步地，所述砷锑层状合金与所述第二有机分散剂的质量体积比为100mg：((80～400)
‑
x)mL；其中，x为所述第一有机分散剂的加入量，x＝3～5mL。
[0013]进一步地，所述第一有机分散剂和所述第二有机分散剂分别为NMP、DMF、丙酮、二甲基亚砜、甲醇中的一种或多种。
[0014]进一步地，所述混合物为粒度为0.5～1mm的片状形貌的均匀粉末。
[0015]进一步地，所述液相剥离的方式为对所述加入所述第二有机分散剂后的混合物进行超声破碎；所述超声破碎的时长为2～4h；所述超声破碎的功率为100～200w。
[0016]进一步地，所述液相剥离之后还包括离心处理、过滤处理，得所述二维层状砷锑材料；其中，所述离心处理的转速为3000～6000rmp/min；所述离心处理的时长为10～20min。
[0017]本专利技术达到的有益效果：
[0018]本专利技术提供的二维层状砷锑材料的制备方法仅对砷锑层状合金和有机分散剂的混合物进行湿磨和液相剥离的操作。该方法简单易操作，成本较低，通过该制备方法可以获得低成本大量的二维层状砷锑材料。填补了二维层状砷锑材料的制备技术的空白，解决了现有技术中二维材料制备产量低、制备成本高昂的问题，实现了二维层状砷锑材料的高效制备，获得的二维层状砷锑材料应用前景广阔。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本申请的制备方法的流程示意图；
[0021]图2为本申请实施例1制得的二维层状砷锑材料的透射电镜图；
[0022]图3为本申请实施例2制得的二维层状砷锑材料的透射电镜图；
[0023]图4为本申请实施例3制得的二维层状砷锑材料的透射电镜图；
[0024]图5为本申请对比例1制得的不同砷锑摩尔比的材料的XRD对比图；
[0025]图6为本申请对比例2制得的不同退火降温时长的材料的XRD对比图。
[0026]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0029]除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。本领域技术人员应当知道的是，作为对本申请文件的一种说明，在不影响对本申请技术方案实际理解的情况下，“intensity”可以表示为强度，“2θ”可以表示为2倍衍射角，“AsSb”可以表示为砷锑合金，“As”可以表示为金属砷，“NMP”为N
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甲基吡咯烷酮，“DMF”可以表示为N,N
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二甲基甲酰胺。
[0030]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。下列实施例中所需要的材料或试剂，如无特殊说明均为市场购得。
[0031]为了解决现有技术制备二维层状砷锑材料产量低、制备成本高昂等问题，本专利技术提供了一种二维层状砷锑材料，包括步骤：
[0032]S1，提供砷锑层状合金；S2，将砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得二维层状砷锑材料。在液相剥离前先加入部分有机分散剂进行湿磨可令砷锑层状合金的层状结构先沿同一方向解理分开，可以获得粒径均匀的混合物，可降低液相剥离的难度，提高其剥离效率。
[0033]上述制备方法的流程示意图如图1所示；其中，“NMP”为N
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甲基吡咯烷酮。该方法简单易操作，成本较低，通过该制备方法可以获得低成本大量的二维层状砷锑材料。填补了二维层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维层状砷锑材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1，提供砷锑层状合金；S2，将所述砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向所述混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得所述二维层状砷锑材料。2.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，在步骤S1中，所述砷锑层状合金的来源包括，将单质砷和单质锑混合后在封闭的保护气体氛围中进行退火处理，冷却后，得所述砷锑层状合金。3.根据权利要求2所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述单质砷和所述单质锑的摩尔比为1～2：1。4.根据权利要求2所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述退火处理包括：将所述反应容器于650～750℃下进行第一保温30～60min，并升温至800～900℃进行第二保温30～60min，再降温处理30～60min后自然冷却至室温。5.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述砷锑层状合金与所述第一有机分散剂的质量体积比为100mg：3～5mL。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彦杰，廖艺，彭聪，柴立元，闵小波，赵飞平，柯勇，林璋，刘振兴，付泽霖，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：