[发明专利]一种阳离子型卟啉功能化Ti3

说明书

本发明涉及一种阳离子型卟啉功能化Ti₃C₂T_x纳米片非线性纳米杂化材料及其制备和应用，该非线性纳米杂化材料由阳离子卟啉TMPyP通过静电相互作用吸附在Ti₃C₂T_x的表面形成。与传统技术相比，本发明通过静电作用将TMPyP吸附在在Ti₃C₂T_x表面，制备有机‑无机共价功能化纳米功能材料，所制得材料相对传统材料而言，在纳秒可见光及近红外领域具备增强的非线性光学性能，具有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机-无机功能复合材料和军工强激光防护材料技术领域，涉及一种阳离子型卟啉功能化Ti₃C₂T_x纳米片非线性纳米杂化材料及其制备和应用。

背景技术

自1960年基于激光原理的强光源发明以来，强激光技术作为现代高科技重要手段，已被广泛地应用于民用，军事和科技领域；而随着这类强激光装备的研发和实际运用，借助非线性光学研究强激光敏感材料已经引起了人们极大的关注。可以作为非线性光学应用的材料有很多，例如有机材料，高分子材料，无机晶体，二维材料等。近年来，二维(2D)材料在非线性光学(NLO)领域引起了广泛的关注，如石墨烯、二硫化钼、锑、磷等。Ti₃C₂T_x纳米片因其独特的电子和光学性能而成为二维材料中的一颗新星。研究团队发现Ti₃C₂T_x纳米片在800nm到1800nm的fs范围内的宽带可饱和吸收非线性光学响应以及在475nm到700nm的纳秒激光辐射下显示了反饱和吸收(RSA)NLO响应。

大共轭生色团官能化二维材料非线性光学吸收材料，由于它们协同增强的纳秒光限幅效应已被认为是纳秒强激光防护的重要材料之一，其研究和创制具有重要的科学意义和实用价值。卟啉和酞菁是一类具有大环、平面共轭的染料分子，由于他们的激发态吸收截面值大于其基态吸收截面值，因此他们在纳秒激光照射下会表现出明显的反饱和吸收现象。作为一类杰出的非线性光学材料，它们常和一些二维材料以共价或非共价的形式结合起来从而产生性能更好的复合型非线性光学材料。

在过去的研究中，人们通过各种方式将卟啉或酞菁连接到二维材料表面，如石墨烯，碳纳米管，二硫化钼等，形成的复合材料因为结合了二者的优势，非线性光学性能的表现都要优于单一的组分。Ti₃C₂T_x纳米片在刻蚀的过程中会使表面带有负电荷，这就为其表面功能化提供了非常重要的途径。而在Ti₃C₂T_x纳米片表面通过静电作用负载一些非线性功能染料分子，那么对其非线性光学性质会产生重要的影响，也非常值得探究。迄今为止，还没有将卟啉或酞菁引入Ti₃C₂T_x纳米片中并对其展开光物理特性的研究，本发明正是基于上述问题而提出的。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种阳离子型卟啉功能化Ti₃C₂T_x纳米片非线性纳米杂化材料及其制备和应用，所制得的纳米杂化材料同时结合了TMPyP和Ti₃C₂T_x纳米片二者在电子结构和化学结构方面的特征，提高了材料的非线性光学吸收性能，同时拓宽了材料的非线性适用范围。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：