[发明专利]一种基于微波剥离的锑烯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于微波剥离的锑烯及其制备方法，所述制备方法包括步骤：将金属锑晶体进行球磨，得到微米级锑粉；将所述微米级锑粉与异丙醇溶液混合，搅拌，超声分散得到混合液；将所述混合液进行微波处理，然后取上清液进行离心、洗涤、烘干，即得到基于微波辅助剥离的锑烯。本发明采用微波辅助液相快速剥离技术，制备出层间可调控、表面可修饰、性质稳定的高品质二维少层锑烯材料,工艺操作简单、剥离时间短暂、能耗较低，产物有利于市场化推广。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体而言，涉及一种基于微波辅助剥离的锑烯及其制备方法。

背景技术

近年来，二维半导体材料(例如典型的二维半导体材料二硫化钼、二硒化钼、二硫化钨、二硒化钨等)因其在电学、光学、化学等方面具有独特的性质，已经引起了研究者广泛关注。当被消减到单原子层的时候，金属锑展现出半导体材料性质，成为一种类似石墨烯的材料，其间接能带间隙在很小的应力作用下转化为直接能带间隙；同时，少层的二维锑烯还具有2.28eV的能带间隙宽度；此外，这类二维材料具有很好的稳定性。

现有研究中，多通过机械剥离、液相剥离、气相生长等方法制备锑烯材料，但是机械剥离效果不理想，液相超声剥离的方法需要消耗大量的时间，而在超声剥离长时间进行后，所得到的锑烯会面临横向面积减少以及异常结构缺陷的问题。

如何快速高效制备具有优良性状的锑烯纳米材料，建立表界面性质调控科学，并有效表征新型二维材料，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于微波辅助剥离的锑烯及其制备方法，以解决传统机械剥离效果不理想，液相超声剥离的方法需要消耗大量的时间，并且超声剥离长时间进行后，所得到的锑烯会面临横向面积减少以及异常结构缺陷的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:

一种基于微波辅助剥离的锑烯的制备方法，包括如下步骤：

S1、将金属锑晶体进行球磨，得到微米级锑粉；

S2、将所述微米级锑粉与异丙醇溶液混合，搅拌，超声分散得到混合液；

S3、将所述混合液进行微波处理，然后取上清液进行离心、洗涤、烘干，即得到基于微波辅助剥离的锑烯。

可选地，S1中，所述球磨的转速为2800-3200r/min、球磨时间为1.5-2.5h。

可选地，S2中，所述微米级锑粉与所述异丙醇溶液的质量体积比为(1:4)mg/ml。

可选地，S2中，所述搅拌的时间为25-35min。

可选地，S2中，所述超声分散的时间为0.5-1.5h。

可选地，S3中，所述微波处理的功率为600W、时间为3-15min、温度为80-130℃。

本发明另一目的为提供一种基于微波辅助剥离的锑烯，采用上述所述的基于微波辅助剥离的锑烯的制备方法制得。

可选地，所述基于微波辅助剥离的锑烯为由熔合、褶皱和六元环锑组成的二维层状材料。

可选地，所述锑烯的层数为5-100。

可选地，所述锑烯的厚度为10nm-100nm。

相对于现有技术，本发明提供的基于微波辅助剥离的锑烯及其制备方法具有以下优势：

(1)本发明采用微波辅助液相快速剥离技术，基于微波介电选择性吸收加热原理，通过调控吸波溶剂、微波功率、剥离时间等参数，制备出类MXene结构的锑纳米片堆叠材料，再次结合离子嵌入二次剥离等策略对类MXene锑进行层间调控，从而制备出层间可调控、表面可修饰、性质稳定的基于微波辅助剥离的锑烯。