[发明专利]一种物理真空能制备二维纳米材料的方法

说明书

本发明公开了一种物理真空能制备二维纳米材料的方法，包括以下步骤：S1:根据金属的种类配制相应pH值的缓冲溶液；S2:将氧化石墨烯、金属盐、N‑乙烯基吡咯烷酮和六甲基二硅氮烷投入到S1中得到的溶液，得到混合溶液；S3:将S2中得到的混合溶液加热，之后连续离心洗涤得到沉淀物；S4:将S3中得到的沉淀物转移入真空冷冻干燥装置中，之后得到待处理粉末；S5:将S4中得到的待处理粉末转移入煅烧炉中煅烧，控温冷却并磁力搅拌，球磨后得到二维纳米材料粉末。总之，本发明方法具有制备简单，原材料易获取，可满足大批量投入生产，且绿色环保，可以有效提高纳米材料的抗弯性能的优点。

技术领域

本发明涉及纳米材料制造技术领域，具体是涉及一种物理真空能制备二维纳米材料的方法。

背景技术

材料就是我们用来制成各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质实体，时代的发展离不开材料的发展，由最开始的天然材料，慢慢发展到使用陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料，直到现在最新的新型材料，随着时代不断进步，材料的也在不断的发展中，纳米材料越来越被人们所采用，同时我们生活中也充斥着形形色色的纳米材料所制成的东西。

纳米材料指三维空间内至少有一维处于纳米尺寸或者由他们作为基本单元构成的材料，纳米材料具有很多优良的特性，比如良好的力学性能、光学性能、电学性能、磁学性能、热学性能等等，因此，纳米材料被广泛的应用在各项领域中。

随着科技技术不断的发展，传统的纳米材料制备方法已经不能满足人们的需求，水热等方法制备工艺十分繁琐，用料昂贵，不适合大范围生产，成本很高，同时随着人们对材料性能的要求越来越高，如何提高纳米材料的性能，进而提高纳米材料制品的各项性能迫在眉睫，因此现需要一种新型制备纳米材料的方法来解决这些问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种物理真空能制备二维纳米材料的方法。

本发明的技术方案是:一种物理真空能制备二维纳米材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:根据金属的种类配制相应pH值的缓冲溶液，并加入辅助剂至其最终浓度为2.5mg/L，经120rpm/min速度搅拌5～12分钟，同时进行超声处理，每次超声处理的时间为65s，超声间隔时间为45s，得到混合均匀的溶液；

S2:取8～23mg/L的氧化石墨烯溶液和23～67g/L的金属盐溶液各100ml；先将三分之一的氧化石墨烯溶液和五分之二的金属盐溶液投入到300ml的S1中得到的溶液，并加入N-乙烯基吡咯烷酮至其最终浓度为5.5mg/L，搅拌均匀；再将三分之一的氧化石墨烯溶液和五分之一的金属盐溶液投入，再次进行搅拌并静置3～5分钟；最后将剩余三分之一的氧化石墨烯溶液和五分之二的金属盐溶液投入，并加入六甲基二硅氮烷至其最终浓度为7.8mg/L，搅拌均匀得到混合溶液；搅拌时每隔1～2分钟进行1次超声处理；通过对氧化石墨烯溶液和金属盐溶液分三次进行添加，并先后加入N-乙烯基吡咯烷酮和六甲基二硅氮烷，可以有效提高氧化石墨烯和金属盐混合度，进而提高制备的纳米材料的力学性能。N-乙烯基吡咯烷酮可以提高所制备纳米材料的抗弯性能，六甲基二硅氮烷可以提高所制备纳米材料的抗氧化性能，同时N-乙烯基吡咯烷酮和六甲基二硅氮烷还可提高纳米材料的稳定性。

S3:将S2中得到的混合溶液加热至22～27℃，恒温1～2分钟后，继续升温至37～83℃，期间持续搅拌8～15分钟，待混合溶液降为室温，以2700～4200转/分钟离心洗涤4～7分钟，连续离心洗涤3次，每次间隔3～5分钟，得到沉淀物；

S4:将S3中得到的沉淀物转移入真空冷冻干燥装置中，振动干燥14～18h，得到前驱体；

S5:将S4中得到的前驱体转移入煅烧炉中，在氮氧气氛环境下，480～590℃煅烧1～2h后，恒温保持20～35分钟后，再在氮气气氛环境下，560～640℃煅烧0.5～1h，进行控温冷却，以31℃/min的速度冷却并进行磁性搅拌，冷却至室温后进行球磨，得到二维纳米材料粉末。