[发明专利]一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的制备与储氢方法

权利要求书

1.一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，将钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片放置在硅片上在400~450℃下烘干1~2h，然后降至室温；转移至无水无氧的环境中通入氢气，控制反应温度200~250℃，反应时间0.5~1.5h，可使氢气与钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片结合，实现储氢；

所述钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的制备方法包括如下步骤：

步骤1.制备钙元素掺杂黑磷晶体：将块状黑磷和单质钙按照质量比10~50:1封装石英安瓿管中，然后将其置于加热炉中加热到700~750℃，保温50~70min，降温到480~520℃，保温2~3h后，降温到140~160℃，然后自然冷却到室温，得到钙元素掺杂黑磷晶体；

步骤2.制备钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片：取步骤1中制备的钙元素掺杂黑磷晶体，以N-甲基吡咯烷酮为分散剂，配制成浓度为0.6~1g/L的钙元素掺杂黑磷晶体分散液，超声分散后得到钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片。

2.根据权利要求1所述的一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，所述步骤1中升温、降温速率均为3~5℃/min。

3.根据权利要求1所述的一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，所述步骤2的超声分散条件为，频率：40~45kHz、功率：100%，超声时间为：6~7h。

4.根据权利要求1所述的一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，对步骤2中超声分散后得到的钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片分散液离心，离心过程的转速为3000~5000rpm，离心时间为8~12min，取得上清液，其中钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片为5～7个原子层厚度，尺寸在3.8～4nm之间。

5.根据权利要求1所述的一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，所述步骤2的超声分散采用水浴的方式，过程中保证水浴温度30℃。

6.根据权利要求1所述的一种钙元素掺杂改性二维黑磷纳米片的储氢方法，其特征在于，所述步骤2配制钙元素掺杂黑磷晶体分散液前，将钙元素掺杂黑磷晶体湿法研磨25~35min，湿法研磨以N-甲基吡咯烷酮为分散剂。