一种低成本黑磷晶体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本黑磷晶体的制备方法。其中黑磷晶体制备装置是反应器，具体表现是在反应器内壁原料端管壁上安装可上下移动的轨道。方法首先是在惰性氛围下在反应器原料端投入一定量的磷原料、催化剂及输运剂，待投料全部完成后，将隔板放入到反应器中，隔板在反应器原料端可上下移动，待到合适位置后将其固定在轨道上，然后密封反应器成核端，设置升温程序进行加热，程序结束后打开反应器可得到高质量的黑磷晶体。副产物全部附着在隔板上，在将隔板取下来后进行收集方便下次使用（代替催化剂）。本发明专利技术操作简单、工艺简单、质量稳定、效率高、副产物回收利用方便，生产产品成本将大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于磷元素制备领域，尤其涉及一种低成本黑磷晶体的制备方法。

技术介绍

1、黑磷的发现可以追溯到1914年，当时美国科学家通过高温高压成功制备出块状黑磷。尽管黑磷在早期并未受到广泛关注，但随着石墨烯的发现和广泛应用，黑磷因其与石墨烯相似的优异特性而逐渐受到重视‌。

2、黑磷因其优异的物理和化学性质，在多个领域有广泛应用，主要包括一是‌能源领域‌：黑磷作为锂离子电容器的负极材料，具有高理论比容量（2596 mah g⁻¹）和适当的锂化电位（0.7 v vs li+/li），适合快速充电锂离子电容器。通过使用功能粘合剂修饰的黑磷电极，可以显著提高其循环性能和容量‌；二是‌电子与光电器件‌：黑磷具有可调的带隙、高迁移率和良好的生物相容性，适用于光电探测器和光电子器件；三是‌生物医学领域‌：黑磷纳米片因其较大的比表面积和良好的生物相容性，被用于疾病治疗、药物载体和临床检测‌。

3、目前为止黑磷研究和应用面临的最大难关，就是如何低成本、大批量的高效制备高质量的黑磷晶体。目前广泛采用的化学气相传输法，如cn113559886a

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【技术保护点】

1.一种低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，步骤（2）中磷源：催化剂：输运剂质量比为100：4-20：3-10，磷源中红磷纯度为98.5%以上；输运剂中SnI4、I2纯度为98.0%以上；催化剂为Sn、Bi、In、Pb、Cd其中至少一种，且纯度为98.0%以上。

3.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，所述的催化剂还包括进行采用步骤（1）-步骤（4）反应后在隔板上产生的副产物，所述的副产物选自成分为Sn24P19.3I8、Sn4P3、P8.76Sn11.98、Sn9P1...

【技术特征摘要】

1.一种低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，步骤（2）中磷源：催化剂：输运剂质量比为100：4-20：3-10，磷源中红磷纯度为98.5%以上；输运剂中sni4、i2纯度为98.0%以上；催化剂为sn、bi、in、pb、cd其中至少一种，且纯度为98.0%以上。

3.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，所述的催化剂还包括进行采用步骤（1）-步骤（4）反应后在隔板上产生的副产物，所述的副产物选自成分为sn24p19.3i8、sn4p3、p8.76sn11.98、sn9p12.12中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，所述的轨道长度为反应器总长度的1/5-1/2；轨道和隔板的材质为高熵碳化物陶瓷材料，隔板厚度为2-6mm。

5.根据权利要求1所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，高熵碳化物陶瓷材料选自(hfmonbtati)c、(ti1/3nb1/3ta1/3)2alc、(ti1/4zr1/4nb1/4ta1/4)2alc。

6.根据权利要求4或5所述的低成本黑磷晶体制备方法，其特征在于，所述的轨道...

【专利技术属性】
技术研发人员：李挺，汪建南，向高强，陈利胜，黄注，李佳，
申请(专利权)人：湖北兴发化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：