[发明专利]一种NiPS3

说明书

本发明涉及制备一种纳米片，具体涉及一种NiPS₃纳米片及其制备方法。本发明的NiPS₃纳米片为超薄的具有完整原子结构的二维NiPS₃纳米片。本发明的制备方法是通过电化学法插层体相NiPS₃晶体制备NiPS₃纳米片；该方法特点是在双电极体系中，以体相NiPS₃晶体为阴极和以铂电极为阳极，以N，N二甲基甲酰胺(或二甲基亚砜)为溶剂，以四烷基四氟硼酸铵为电解质，以‑2V至‑10V为外加电压；本发明的方法可以快速、低成本的制备具有大尺寸、超薄以及完整原子结构的二维NiPS₃纳米片。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种纳米片及其制备方法，尤其涉及一种NiPS₃纳米片及其制备方法。

背景技术

近年来，二维三元金属磷硫属化合物因具有独特的原子结构以及物理化学性质而被广泛研究。其中，具有完美原子结构的大尺寸超薄NiPS₃纳米片，因具有优异的充放电性能、磁性、半导体特性以及电化学性质，使得这类材料在电池、(光)电子器件以及催化方面具有广泛的应用前景。

目前，可通过化学气相沉积法在实验室直接合成大尺寸超薄NiPS₃纳米片，但是该方法无法实现其规模化制备，同时所得NiPS₃的厚度可控性差，缺陷多。通过机械剥离法剥离体相NiPS₃晶体，可以制备具有高品质结构的大尺寸超薄NiPS₃纳米片，但仍然无法满足其规模化制备，且操作重复性极差。此外，通过液相剥离体相单晶晶体(例如 Li插层法及超声法)，可制备高品质的大尺寸超薄二维材料。然而，Li插层技术反应时间长，所需环境要求高(无水，无氧)，且嵌层的Li离子易诱导二维材料发生相变，以及形成掺杂，会严重破坏相结构。超声法所得的NiPS₃纳米片虽可以达到原子级厚度，但制备周期长，且最终所得NiPS₃纳米片的尺寸小(0.1μm²)，缺陷多，形貌差，难以应用于电子器件等领域。

因此，快速、低成本的宏量制备具有高品质原子结构的、大尺寸超薄NiPS₃纳米片依旧是一个巨大挑战；开发一种简单易行的、可规模化的方法来制备具有高品质结构的大尺寸超薄NiPS₃材料迫在眉睫。

电化学法是一种极具应用前景的科学技术，具有操作条件易行、安全、周期短、可规模化等特点，可广泛应用于规模化制备石墨烯及其它二维纳米材料。然而，到目前为止，没有任何关于利用电化学法插层体相NiPS₃晶体，制备NiPS₃纳米片的报到。因此，结合电化学技术制备具有高品质、大尺寸、超薄NiPS₃纳米片具有重要意义。

发明内容

发明概述

本发明第一方面，提供一种NiPS₃纳米片。

本发明第二方面，提供一种NiPS₃纳米片的制备方法。

本发明第三方面，提供一种用于制备NiPS₃纳米片的电化学装置。

术语定义

术语“插层”是指主体反应物(基质)为层状结构时，客体分子嵌入层间。

发明详述