[发明专利]一种剥离多层二维材料的方法

说明书

本发明公开一种剥离多层二维材料的方法，其中，包括步骤：提供第一螯合剂和第二螯合剂，所述第一螯合剂螯合金属离子的能力大于所述第二螯合剂螯合金属离子的能力；在真空条件下，将多层二维材料与所述第一螯合剂以及非离子水混合，搅拌使所述第一螯合剂插入到所述多层二维材料的层与层之间，得到混合溶液；将螯合了金属离子的第二螯合剂加入所述混合溶液中，在预定温度条件下搅拌预定时间，使所述混合溶液中的多层二维材料发生层与层之间的分离。本发明方法简单、环保易实现，且剥离效率高，能够快速制得单层或少层二维材料。

技术领域

本发明涉及二维材料制备领域，尤其涉及一种剥离多层二维材料的方法。

背景技术

二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度（1-100nm）上自由运动的材料，例如纳米薄膜、超晶格、量子阱等。二维材料的化学性质随着层数的不同呈现出明显的不同，现有的二维材料通常以多层堆垛的方式存在，即二维材料层与层之间通过范德瓦尔斯相互作用结合在一起。而单层或者少层的二维材料具有超高的导电性能，超高的导热性能和超高的机械强度，其被称为材料之王。因此各个国家都非常重视单层或少层二维材料的研制工作。

现在市面上常用的制备单层或少层二维材料的办法主要是氧化还原法和气象沉积法。然而，氧化还原法会使用大量的强酸强碱，污染环境；而气象沉积法则成本非常高，而且产量很低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种剥离多层二维材料的方法，旨在解决现有技术在制备单层或少层二维材料存在效率低、成本高以及易污染环境的问题。

本发明的技术方案如下：

一种剥离多层二维材料的方法，其中，包括步骤：

提供第一螯合剂和第二螯合剂，所述第一螯合剂螯合金属离子的能力大于所述第二螯合剂螯合金属离子的能力；

在真空条件下，将多层二维材料与所述第一螯合剂以及非离子水混合，搅拌使所述第一螯合剂插入到所述多层二维材料的层与层之间，得到混合溶液；

将所述第二螯合剂与金属离子混合，制得与金属离子螯合的第二螯合剂；

将所述与金属离子螯合的第二螯合剂加入所述混合溶液中，在预定温度条件下搅拌预定时间，使所述混合溶液中的多层二维材料发生层与层之间的分离。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，所述第一螯合剂为氨基三甲叉磷酸，乙二胺四甲叉磷酸钠，羟基乙叉二膦酸，二乙烯三胺五甲叉膦酸，聚丙烯酸钠，乙二胺二邻苯基乙酸钠，三聚磷酸钠，焦磷酸钠，磷酸三钠，柠檬酸钠，葡萄糖酸钠，酒石酸钾钠，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷，2-羟基磷酸基乙酸，己二按四甲叉膦酸和双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸中的一种或多种。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，所述第二螯合剂为二乙酰胺四乙酸钠，聚天冬氨酸钠，聚环氧琥珀酸钠，马来酸-丙烯酸共聚物，二乙烯三胺五乙酸五钠，次氮基三乙酸钠，亚氮基二乙酸钠和硅酸钠中的一种或多种。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，所述金属离子为铁，铜，锌，钙，锰，镁，钛，钴，镍，锶和铬中的一种或多种。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，将所述与金属离子螯合的第二螯合剂加入所述混合溶液时，还包括步骤：

调节所述混合溶液的Ph值为1-12。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，所述多层二维材料为鳞片石墨、鳞片石墨烯、磷、碳化硅和氮化硼中的一种或多种。

所述剥离多层二维材料的方法，其中，所述预定温度为60-80℃，所述预定时间为1-2h。