[发明专利]一种基于黑磷纳米片的多功能反应平台及其构建方法和应用

权利要求书

1.一种基于黑磷纳米片的多功能反应平台，其特征在于：结构式如下式PDA-cappedBP所示：

2.一种权利要求1所述一种基于黑磷纳米片的多功能反应平台的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、少层二维黑磷分散液及固体黑磷薄膜的制备：

在充满氩气氛围的手套箱中称取黑磷晶体，研磨；研磨后所得的黑磷粉末用经氩气鼓泡后的NMP溶剂覆盖，转移至Schlenk瓶中取出手套箱；反应体系在水浴超声机中不间断超声，过程中温度控制在5℃以下；将所得的分散体系离心，然后提取含有剥离黑磷纳米片的上层棕黄色分散液；

将含有高浓度少层二维黑磷纳米片的分散液滴加到真空过滤膜上，减压抽除溶剂后在滤膜上形成一层黑磷纳米片薄膜；将上述真空滤膜倒扣在拥有一定粘度的ITO/PET柔性基底表面，通过压片机向真空滤膜和ITO/PET柔性基底结合部分施加压力；压片完成后将ITO/PET柔性基底撕开，通过固相转移法能在PET柔性基底表面形成一层致密均匀的二维黑磷薄膜；

二、基于黑磷纳米片的多功能反应平台的构建，包括如下步骤：

1)Tris-HCl缓冲液的配置；

2)将盐酸多巴胺固体粉末，超声溶解于Tris-HCl缓冲液中，超声至溶液微微泛黄；

3)将上述载有黑磷薄膜的PET基底，浸泡在装有Tris-HCl缓冲液的烧杯中；采用摇床进行搅拌的过程中，将溶解有多巴胺的Tris-HCl缓冲溶液缓慢滴加至烧杯中；上述反应体系在室温大气环境下剧烈搅拌反应；

4)表面成膜修饰反应完成后，用大量去离子水和乙醇冲洗PET基底表面，以除去未成膜的聚多巴胺颗粒以及残余的三羟甲基氨基甲烷；所得多功能反应平台在真空烘箱中干燥。

3.一种权利要求2所述一种基于黑磷纳米片的多功能反应平台的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、少层二维黑磷分散液及固体黑磷薄膜的制备，包括如下步骤：

在充满氩气氛围的手套箱中称取100mg黑磷晶体，在玛瑙研钵中人工研磨30min；研磨后所得的黑磷粉末用经氩气鼓泡30min后的100mLNMP溶剂覆盖，用胶头滴管转移至Schlenk瓶中取出手套箱；反应体系在功率为300W的水浴超声机中不间断超声6h，过程中频繁更换冰袋将水浴温度控制在5℃以下；将所得的分散体系在2000rpm转速下离心120min，然后小心地提取含有剥离黑磷纳米片的上层棕黄色分散液，将该分散液在8000-10000rpm下离心120min收集下层黑磷纳米片沉淀。

将含有高浓度少层二维黑磷纳米片的分散液滴加到真空过滤膜(孔径200nm)上，减压抽除溶剂后在滤膜上形成一层黑磷纳米片薄膜；将上述真空滤膜倒扣在ITO/PET柔性基底表面，通过压片机向真空滤膜和ITO/PET柔性基底结合部分施加10MPa的压力，持续15min；压片完成后将ITO/PET柔性基底撕开，使其在PET柔性基底表面形成一层致密均匀的二维黑磷薄膜；

二、基于黑磷纳米片的多功能反应平台的构建，包括如下步骤：

1)Tris-HCl缓冲液的配置称取1.21g三羟甲基氨基甲烷溶于800mL去离子水中，滴加盐酸直到溶液PH＝8.5；

2)称取200mg盐酸多巴胺固体粉末，超声溶解在120mL的Tris-HCl缓冲液(10mM，pH＝8.5)中，超声至溶液微微泛黄；

3)将上述载有黑磷薄膜的PET基底剪成1cm×1cm尺寸，浸泡在装有100mLTris-HCl缓冲液的烧杯中(容积为500mL)；为了避免反应过程中搅拌子对黑磷薄膜的刮伤，采用摇床作用来代替搅拌器的剧烈搅拌；摇床在以400rpm的速度进行搅拌的过程中，将溶解有多巴胺的Tris-HCl缓冲溶液缓慢滴加至烧杯中(30min内滴完)。上述反应体系在室温大气环境下剧烈搅拌反应12h。

4)表面成膜修饰反应完成后，用大量去离子水和乙醇冲洗PET基底表面，以除去未成膜的聚多巴胺颗粒以及残余的三羟甲基氨基甲烷；所得多功能反应平台在真空烘箱中40℃干燥12h。

4.一种权利要求2或3所述一种基于黑磷纳米片的多功能反应平台的构建方法，其特征在于：步骤一中所得薄膜在真空干燥箱中60℃干燥除去残余有机溶剂。