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一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法技术

技术编号:42638712 阅读:43 留言:0更新日期:2024-09-06 01:36
本发明专利技术公开一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于:通过阳离子–π相互作用,将金属阳离子锚定在富含孤对电子的黑磷纳米片中,经热处理得到金属单原子负载的黑磷纳米片。本发明专利技术利用黑磷纳米片中,磷原子的孤对电子间形成的共轭π键与金属阳离子之间的阳离子–π相互作用,将金属阳离子锚定在黑磷纳米片上,获得稳定的黑磷‑金属阳离子结构,进一步热还原得到单原子负载的黑磷纳米片。本发明专利技术中金属单原子的引入,不仅能显著改善黑磷纳米片的环境稳定性,同时金属单原子作为100%原子利用率的活性位点,能显著提高黑磷纳米片的光电性能和光催化效率,进一步推动黑磷纳米材料在高性能光电器件和催化领域的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,属于催化材料和光电化学。


技术介绍

1、近年来,磷作为地球上含量丰富的元素,由于其独特的物理化学性质,在光催化应用中作为助催化剂引起了人们的极大兴趣。黑磷作为磷的一种同素异形体,具有可调直接带隙和高载流子迁移率等特性,使黑磷作为催化剂或助催化剂在光或电催化反应中具有广阔的应用前景。最近的研究表明,黑磷纳米片可以作为高效的助催化剂应用于光催化制氢,固氮和co2还原。尽管黑磷基助催化剂在过去几年中取得了快速的发展,但黑磷作为光电催化剂或助催化剂,其环境稳定性和催化效率仍然不尽如人意,很大程度上制约了其在实际催化领域的应用。

2、单原子催化剂具有原子级分散的活性位点,因此相较于传统催化剂具有更高的原子利用率、催化活性、选择性和稳定性,在多相催化领域中引起广泛的关注。近年来,研究人员开发出一系列单原子负载的二维纳米材料,包括mxenes(angew.chem.,int.ed.2022,61,e202202200)、碳(j.mater.chem.a 2022,10,3667)、g-c3n4(acsnano本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于:通过阳离子–π相互作用,将金属阳离子锚定在富含孤对电子的黑磷纳米片中,经热处理得到金属单原子负载的黑磷纳米片。

2.如权利要求1所述一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于,将金属阳离子锚定在富含孤对电子的黑磷纳米片中,具体步骤包括:采用机械剥离法制备得到少层黑磷纳米片;将少层黑磷纳米片分散在溶剂中,加入前驱体金属阳离子化合物,充分搅拌混合均匀后,反应0.5h–6h;将所得沉淀进行洗涤、干燥,得到金属离子掺杂的黑磷纳米片。

3.如权利要求1所述一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于,热处理得到金属单...

【技术特征摘要】

1.一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于:通过阳离子–π相互作用,将金属阳离子锚定在富含孤对电子的黑磷纳米片中,经热处理得到金属单原子负载的黑磷纳米片。

2.如权利要求1所述一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于,将金属阳离子锚定在富含孤对电子的黑磷纳米片中,具体步骤包括:采用机械剥离法制备得到少层黑磷纳米片;将少层黑磷纳米片分散在溶剂中,加入前驱体金属阳离子化合物,充分搅拌混合均匀后,反应0.5h–6h;将所得沉淀进行洗涤、干燥,得到金属离子掺杂的黑磷纳米片。

3.如权利要求1所述一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于,热处理得到金属单原子负载的黑磷纳米片,具体步骤包括:将金属离子掺杂的黑磷纳米片在150–800℃下煅烧0.5h–12h;将煅烧产物洗涤、干燥后,得到金属单原子负载的黑磷纳米片。

4.如权利要求2所述一种单原子负载黑磷纳米片的制备方法,其特征在于:所述溶剂为n-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄卫春王梦可訾由蒲俊梅
申请(专利权)人:南通大学
类型:发明
国别省市:

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