【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料，具体涉及一种纳米片，尤其涉及一种二维压电纳米片及其制备方法与应用
技术介绍
1、二维压电纳米片相对于尺寸较大的材料相比，具有大的比表面积，丰富的活性位点，与水或者氧气反应可以更容易产生高浓度活性氧物质的特点，被广泛的应用于催化降解、癌症诊疗以及消毒灭菌。癌症诊疗方面纳米压电材料可以通过产生活性氧对癌细胞进行消杀；在消毒灭菌方面上，在外界作用下，纳米压电材料可以通过产生活性物质杀死细菌病毒；常见有机污染物主要为脂肪烃、芳香烃和氯化烃等化合物，在外界刺激下纳米压电材料可以对有机污染物产生降解。
2、传统压电材料是含pb化合物或含ti化合物。虽然pb压电材料具有良好的压电性能，但是pb会污染环境和危害身体健康；含ti化合物在外界刺激下电子空穴分离效率差，在其应用上具有较大的限制。
3、bi含氧化合物化学性质稳定，具有较低的能带重叠能，同时可以较快的产生载流子。由于bi含氧化合物价带一般为bi 6s和o 2p轨道杂化形成的，而属于sillen–aurivillius双钙钛矿家族的bi含氧化合物由于其特有的层状结构，可以在外界刺激下进一步加快产生电子空穴分离以及避免电子空穴复合。因此，含bi元素的压电材料被广泛应用。
4、传统的合成含bi元素压电材料的方法主要包括：高温固相法、自蔓延燃烧法等方法。上述方法在高温下合成时间长，温度较高。因此，有必要开发出一种全新的方法，合成含bi元素的压电纳米片。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种二维压电纳米片，所述二维压电纳米片的通式为bi4ao8x；
4、所述a包括元素nb和/或元素ta；所述x包括元素cl和/或元素br。
5、本申请提供的二维压电纳米片中包含有卤素元素(cl和/或br)和元素a结合使得具有独特的层状结构，外部机械应力的作用下产生表面充电效应并形成极化电场。
6、第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面提供的二维压电纳米片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
7、(1)按配方量混合含bi原料、含a原料以及熔盐，得到混合物；
8、(2)在有氧氛围内烧结步骤(1)所得混合物，后处理后得到烧结产物；
9、(3)对步骤(2)所得烧结产物依次进行酸刻蚀、超声剥离以及高分子修饰，得到所述二维压电纳米片。
10、本专利技术提供的二维压电纳米片通过熔盐法、酸刻蚀、超声剥离以及高分子修饰的方法合成，将微米材料变成纳米材料，拓宽了二维压电纳米片的来源。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(1)所述含bi原料包括bi2o3和biox。
12、优选地，所述biox包括biocl和/或biobr。
13、优选地，所述含a原料包括含a氧化物。
14、优选地，所述熔盐包括氯化钠和/或氯化钾。
15、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(2)所述烧结的温度为700～1000℃，例如可以是700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
16、优选地，步骤(2)所述烧结的时间为2～6h，例如可以是2h、2.4h、2.8h、3.2h、3.6h、4h、4.4h、4.8h、5.2h、5.6h或6h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
17、本专利技术步骤(2)所述烧结的目的在于：材料在高温的情况下进行反应生成所需产物，烧结温度过高会导致能源消耗较大，烧结温度过低则会导致产物无法合成。
18、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(2)所述后处理包括依次进行的洗涤、冻干和研磨。
19、优选地，所述研磨后烧结产物的平均粒径为900～1100nm，例如可以是900nm、950nm、1000nm、1050nm或1100nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
20、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(3)所述酸刻蚀采用的酸为硝酸。
21、优选地，所述硝酸的质量浓度为25-35wt％，例如可以是25wt％、27wt％、29wt％、31wt％、33wt％或35wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
22、优选地，步骤(3)所述酸刻蚀的时间为8-48h，例如可以是8h、16h、24h、30h、36h、42h或48h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(3)所述酸刻蚀温度为20～30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
24、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(3)所述超声剥离的次数为3～6次，例如可以是3次、4次、5次或6次。
25、优选地，单次所述超声剥离的时间为50～70min，例如可以是50min、54min、58min、62min、66min或70min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
26、优选地，步骤(3)所述超声剥离的超声功率为400～600w，例如可以是400w、440w、480w、520w、560w或600w，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
27、优选地，步骤(3)所述超声剥离为间歇超声处理。
28、优选地，所述间歇超声处理为：每间隔3～5s超声处理5～8s。
29、值得说明的是，间隔时间为3～5s，例如可以是3s、3.2s、3.4s、3.6s、3.8s、4s、4.2s、4.4s、4.6s、4.8s或5s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；所述超声处理时间为5～8s，例如可以是5s、5.4s、5.8s、6.2s、6.6s、7s、7.4s、7.8s或8s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
30、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤(3)所述高分子修饰中采用的高分子包括聚乙烯吡咯烷酮和/或聚丙烯酸。
31、本专利技术高分子修饰中采用的高分子为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚丙烯酸，上述高分子具有良好的亲水性的特征，可以实现材料在溶液中稳定存在的目的。
32、优选地，步骤(3)所述高分子修饰的时间为20～40min，例如可以是20min、24min、28min、32min、36min或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维压电纳米片，其特征在于，所述二维压电纳米片的通式为Bi4AO8X；
2.一种如权利要求1所述二维压电纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含Bi原料包括Bi2O3和BiOX；
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的温度为700～1000℃；
5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述后处理包括依次进行的洗涤、冻干和研磨；
6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸刻蚀采用的酸为硝酸；
7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述超声剥离的次数为3～6次；
8.根据权利要求2-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述高分子修饰中采用的高分子包括聚乙烯吡咯烷酮和/或聚丙烯酸；
9.根据权利要求2-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
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...【技术特征摘要】
1.一种二维压电纳米片，其特征在于，所述二维压电纳米片的通式为bi4ao8x；
2.一种如权利要求1所述二维压电纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含bi原料包括bi2o3和biox；
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的温度为700～1000℃；
5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述后处理包括依次进行的洗涤、冻干和研磨；
6.根据权利要求2-5任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：董立乐，胡光耀，尤洪鹏，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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