一种二维MAX相或MAB相纳米材料及其制备方法技术

一种MAX相或MAB相二维纳米材料及其制备方法，属于新型二维纳米材料领域，包括不同种类的211，312，413等二维MAX相氮化物或碳化物，以及包括111、212、314和416相的MAB二维材料。采用层状MAX相或MAB相三维粉体前驱体为载体，用超声波分散在一定浓度的所选有粘度的溶剂中形成分散液；将分散在有粘度的溶剂中的前驱体低速倒入低温高压连续流破碎仪的容器中，采用低温高压物理剥离法直接制备超薄二维MAX相和MAB相纳米片，通过控制连续流破碎仪参数进行物理剥离，再离心、洗涤、真空冷冻干燥得到超薄二维MAX相或MAB相纳米片材料。该方法不需要使用传统的腐蚀性酸或碱性溶剂，依靠高压空化作用下结合粘度溶剂的阻力和粘滞力，打开M‑A金属键，制备成本低廉，绿色无毒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料纳米和光电子领域，具体涉及一种max相或mab相二维纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、二维(2d)半导体因其独特的原子层状结构和无悬空键表面，已成为突破硅(si)金属氧化物半导体场效应晶体管短沟道效应的理想候选材料。近年来，由于其独特的物理和化学性质，例如量子霍尔效应和量子谷霍尔效应、间接到直接的带隙过渡以及强大的自旋轨道耦合，二维(2d)范德瓦尔斯(vdw)层状材料引起了极大的关注，这些性质无法来源传统3d块体材料。此外，由逐层堆叠构建的垂直vdw异质结构使原子厚度量子阱、p-n结、库仑阻力晶体管和扭曲器件具有广泛的应用。然而，基于此类二维结构的应用受到大规模合成技术的限制，因此急需开发能够满足这些要求的大规模生产技术。

2、max相层状三元过渡金属碳化物，通式为mn+1axn(n＝1-3)，其中m为过渡金属元素，a代表iiia和iva主族元素，x代表碳或氮。max相组成丰富、品类近80种，因独特层状结构而兼具金属和陶瓷特性，在世界范围内引起了研究者的广泛兴趣。通过改变max相的组成和结构，可调控材料的物理化学性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种MAX相或MAB相二维纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的MAX相或MAB相二维纳米材料的制备方法，其特征在于，利用低温高压连续流破碎仪喷嘴使MAX或MAB浆料粉碎，利用伯努利原理造成剪切效应和空化效应，再结合高粘度溶剂提供的流动阻力和粘滞力，能有效打开MAX相或MAB相中的M-A金属键，破坏其块状材料的层状结构，低温环境有效抑制低价态过渡金属氧化，获得较薄的二维高质量纳米片；步骤(1)中前驱体的三维颗粒直径在100um以下，分散液浓度为0.01-10mg/ml。

3.根据权利要求1所述的MAX相或MAB相二维纳米材料的制...

【技术特征摘要】

1.一种max相或mab相二维纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的max相或mab相二维纳米材料的制备方法，其特征在于，利用低温高压连续流破碎仪喷嘴使max或mab浆料粉碎，利用伯努利原理造成剪切效应和空化效应，再结合高粘度溶剂提供的流动阻力和粘滞力，能有效打开max相或mab相中的m-a金属键，破坏其块状材料的层状结构，低温环境有效抑制低价态过渡金属氧化，获得较薄的二维高质量纳米片；步骤(1)中前驱体的三维颗粒直径在100um以下，分散液浓度为0.01-10mg/ml。

3.根据权利要求1所述的max相或mab相二维纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高粘度溶剂为粘度超过30mpa·s的粘性溶剂，为以下六类中一种或多种混合，第一类：植物油，包括但不限于食用油、精油、脂肪酸；第二类：矿物油，包括但不限于液态烷烃cnh2n；第三类：甲基硅油、改性硅油；第四类：纤维素，包括但不限于羧甲基纤维素cmc；第五类：有粘性的有机物，包括但不限于甘油、树脂、粘合剂、溶胶；第六类：表面活性剂，包括但不限于阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子型表面活性剂或两性表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的max相或mab相二维纳米材料的制备方法，其特征在于，根据所需目的采用不同基团的粘性溶剂，实现表面官能团的吸附调控，所述粘性溶剂可携带的表面吸附的官能团包括十三种，为：1、－x卤基；2、－oh羟基；3、－cho醛基；4、－cooh羧基；5、－coo-酯基；6、－co-羰基；7、－o-醚键；8、－c＝c-碳碳双键；9、－c≡c-碳碳叁键；10、－nh2氨基；11、－nh-co-肽键；12、－no2硝基或13、－so3h磺酸基。

5.根据权利要求1所述的max相或mab相二维纳米材料的制备方法，其特征在于，根据所需目的还能添加不同氧化还原性质的溶剂，调控物理剥离过程中二维max或mab材料中过渡金属的高低价态，添加不同氧化还原性质的溶剂包括氧化性溶剂、中性溶剂或还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧，楚亮，刘熙俊，吴晓明，刘红军，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：