[发明专利]基于二维材料的花状VS2

说明书

本发明公开了一种基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料，所述纳米复合材料以纳米花状的VS₂作为负载物，二维状的Ti₃C₂纳米片作为基质材料，形成稳定三维空间结构；所述二维状的Ti₃C₂纳米片为片径约1.0～2.0um，厚度约50～100nm的纳米薄片，所述纳米花状的VS₂均匀生长在二维状的Ti₃C₂纳米片上，形成稳定搭载结构。本发明还公开了所述纳米复合材料的制备方法，所述制备方法可行性高，制备流程简单，可重复性高。本发明还提供了所述纳米复合材料在光热海水淡化方面的应用，所述太阳能光热转换材料层具有稳定性好，光吸收表面积大，热效率高，抗盐分积累等优点。

技术领域

本发明属于过渡金属硫化物、过渡金属碳化物与太阳能光热海水淡化领域，具体涉及一种基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料，其制备方法及其在太阳能光热海水淡化方面中的应用。

背景技术

Ti₃C₂是一种新型的过渡金属碳化物，其结构是由三层Ti原子中间夹两层C原子构成的二维层状结构，其物理化学性质稳定、表面化学官能团丰富、亲水性好，在锂电池、能量存储、能量转化等领域表现出良好的应用潜力。由于Ti₃C₂具有出色的亲水性和可见光吸收能力，它也是一种良好的光热转换材料，其广阔的表面能对太阳光中的可见波段进行高效的吸收。但是由于Ti₃C₂是表面平整的二维纳米片结构，受到菲涅尔效应的影响会对红外波段的光产生强烈的反射作用，从而降低其对太阳光全波段的吸收比例。此外，纯的Ti₃C₂纳米材料本身难以形成稳定的空间结构，较低的孔隙率限制了其在光热转换方面的应用。因此，必须构建一种稳定存在的Ti₃C₂空间形貌结构，增大结构孔隙率并改善材料对红外光波段的吸收率，这是Ti₃C₂在太阳能光热转换领域亟待解决的问题。

过渡金属硫化物材料VS₂是廉价、稳定、易于制备的纳米材料，已经被广泛用于半导体等复合材料中。近来，多种基于过渡金属硫化物的纳米复合结构体系已经引起众多研究学者的关注，但现有技术中尚未有基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料的太阳能光热转换材料层的研究与应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种具有优异太阳能光热转换性能的基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料，所述复合材料应用于太阳能光热海水淡化时，具有优秀的稳定性与光热效率。

本发明提供了一种基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料，所述复合材料以纳米花状的VS₂作为负载物，二维状的Ti₃C₂纳米片作为基质材料，形成稳定三维空间结构。

其中，所述纳米花状的VS₂均匀生长在所述二维状的Ti₃C₂纳米片表面，形成所述基于二维材料的花状VS₂@Ti₃C₂纳米复合材料。

其中，所述Ti₃C₂纳米片与所述纳米花状VS₂既实现了稳定的界面接触生长，又在空间上保持各自物化性能的独立。