[发明专利]一种源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料由黑磷和碳材料组成，具体步骤如下：

(1) 将碳材料进行除杂处理，再在100℃下干燥12 h，干燥后取出备用；

(2) 将碳材料与黑磷前驱体进行混合，所得即为碳-磷复合材料。

2.根据权利要求1所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)碳材料为椰壳活性碳、煤基活性碳、生物质活性碳、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的一种或多种；其中，上述碳纳米管的直径为2～300 nm，长度为1～100 nm；碳纳米纤维的长度为0.1～50 nm。

3.根据权利要求1所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)碳材料的除杂方式包括热去离子水洗、浓硝酸加热回流和惰性气氛下高温焙烧中的一种或多种；其中，上述浓硝酸加热回流的温度为50～150℃；惰性气氛下高温焙烧的温度为250～600℃，惰性气氛为Ar或N2气氛。

4.根据权利要求1所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中黑磷前驱体包括黑磷分散液、黑磷粉体、黑磷量子点和黑磷纳米片中的一种或多种，其质量分数为0.1 wt%～10 wt%。

5.根据权利要求4所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：所述的黑磷分散液中所用的溶剂为N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、N,N-二甲基乙酰胺、N-环乙基吡咯烷酮（CHP）、N-辛基吡咯烷酮、甲酰胺、N-甲基甲酰胺（NMF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、2-戊酮中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：黑磷前驱体中添加适量表面活性剂；表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂包括脂肪胺盐类、高级脂肪胺盐类、季铵盐类表面活性剂中的一种或多种；

阴离子表面活性剂包括烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、脂肪醇硫酸盐类、油酰胺甲基牛磺酸盐类、脂肪醇醚硫酸盐类表面活性剂中的一种或多种；

非离子表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物、烷基氧乙烯酚醚中的一种或多种；

表面活性剂的含量为0.1 wt%~10 wt%。

8.根据权利要求1所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)混合方式为球磨、惰性气氛下加热回流和惰性气氛下浸渍焙烧中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的源于黑磷的碳-磷复合材料的制备方法，其特征在于：

所述球磨方法中，球磨机的转数为50～800 r/min，球磨罐和碾磨球的材料为玛瑙、二氧化锆、304不锈钢、聚四氟烯及聚氨酯中的任意一种或多种，碾磨球的直径为1～50 mm，球磨罐的体积为25～300 ml，碳-磷材料前驱体与碾磨球的质量比为1:1～1：1000；

所述加热回流中，加热温度为50～300 °C，惰性气氛为Ar或N2气氛；

所述浸渍焙烧方法中，浸渍为等体积浸渍或过饱和浸渍，焙烧温度为150～600℃，惰性气氛为Ar或N2气氛。