一种黑磷制备装置及利用该装置制备黑磷的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种黑磷制备装置及利用该装置制备黑磷的方法，黑磷制备装置，包括依次串联的高温室、高温旋转汽化室和低温室；高温室包括依次串联的高温室Ⅰ、高温室Ⅱ和高温室Ⅲ；将红磷与催化剂A混合均匀得预备原料；预备原料加入至高温室，依次通过高温室Ⅰ、高温室Ⅱ和高温室Ⅲ进行梯度升温处理，然后在预先加入催化剂的高温旋转汽化室中富集，富集后进行保温处理6~8h；物料转入低温室进行降温处理，经提纯处理后得黑磷。本发明专利技术提供的黑磷的制备方法，使用旋转炉为主反应设备，通过梯度升温传输的方式进行反应，可进行连续化操作，通过提高设备利用率，提高黑磷生产效率，利于工业化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料，具体涉及一种黑磷制备装置及利用该装置制备黑磷的方法。

技术介绍

1、黑磷是近年来受到广泛关注的新型二维半导体材料。黑磷与石墨烯相比，不但同样拥有二维层状结构和较高的载流子迁移率，且黑磷结构中具有自然带隙，通过层数调节，可实现绝缘和导电两种状态的转换，这是石墨烯不具备的。因此，黑磷在生物医学、电子薄膜、光电技术、催化等领域有广泛的应用前景。

2、黑磷的制备方法从1914年开始研究至今，主要分为加压法和催化法两大类，细分包括高压法、球磨法、汞催化法、铋熔化法、矿化法和化学气相沉积法等。其中，高压法和球磨法属于加压法，制备过程要求比较苛刻的高压，对设备要求高，且有重大安全隐患，不利于工业生产；汞催化法毒性太大，限制了其使用；铋熔化法会引入杂质；矿化法因其设备要求，黑磷产量小，难以规模化应用；化学气相沉积法同样因其设备要求，黑磷产量小，且生产温度过高。除此以外，还有用于制作黑磷纳米片的湿化学法也同样存在产量问题。

3、通过分析以上方法和存在的问题，普遍认为矿化法虽然现有技术产量低，但其制备条件温和、产品结晶度好，相本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种黑磷制备装置，其特征在于，所述的黑磷制备装置，包括依次串联的高温室、高温旋转汽化室和低温室；

2.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，所述的高温室Ⅰ连接进料室，进料室内有两个腔室；所述的高温旋转汽化室和低温室为一组，多组并联。

3.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，高温室Ⅰ、高温室Ⅱ、高温室Ⅲ、高温旋转汽化室和低温室独立控制温度。

4.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，所述的高温室Ⅰ、高温室Ⅱ和高温室Ⅲ内设螺旋抄板，通过旋转传输物料；所述的高温旋转汽化室的内壁为蜂巢结构，蜂巢边长0.1~0.5cm，蜂巢深度等同...

【技术特征摘要】

1.一种黑磷制备装置，其特征在于，所述的黑磷制备装置，包括依次串联的高温室、高温旋转汽化室和低温室；

2.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，所述的高温室ⅰ连接进料室，进料室内有两个腔室；所述的高温旋转汽化室和低温室为一组，多组并联。

3.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，高温室ⅰ、高温室ⅱ、高温室ⅲ、高温旋转汽化室和低温室独立控制温度。

4.根据权利要求1所述的黑磷制备装置，其特征在于，所述的高温室ⅰ、高温室ⅱ和高温室ⅲ内设螺旋抄板，通过旋转传输物料；所述的高温旋转汽化室的内壁为蜂巢结构，蜂巢边长0.1~0.5cm，蜂巢深度等同于蜂巢边长。

5.一种利用权利要求1~4任一项所述的装置制备黑磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备黑磷的方法，其特征在于，所述的催化剂a为质量比1~5:1的四碘化锡和碘单质的混合物；所述的催化剂b为锡单质；所述的催化剂a和红磷的质量比为1~2:10；所述的催化剂b的加入量为0.01~0.05v，单位g，v为高温旋转气化室的体积，单...

【专利技术属性】
技术研发人员：程终发，王凡，程岳波，马永康，刘全华，周响，王东海，王燕平，申义驰，
申请(专利权)人：山东泰和科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：