[发明专利]一种黑磷烯‑石墨烯复合材料空心微球的制备方法

摘要

本发明公开了一种黑磷烯‑石墨烯复合材料空心微球的制备方法，首先将黑磷烯纳米片或者黑磷烯量子点分散液加入到氧化石墨烯纳米片分散液中，采用机械搅拌的方法使得黑磷烯和氧化石墨烯两者混合；然后通过喷雾法将黑磷烯和氧化石墨烯混合分散液喷入到液氦中迅速冷冻为微球，接着将所得到的黑磷烯和氧化石墨烯复合材料冷冻微球置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到黑磷烯和氧化石墨烯复合材料空心微球；最后在氮气或氩气保护下将氧化石墨烯高温还原为石墨烯，最终得到黑磷烯和石墨烯复合材料空心微球。本发明制备的黑磷烯和石墨烯复合材料空心微球在锂离子电池、超级电容器、传感器、过滤净化等领域具有潜在应用前景。

主权项

一种黑磷烯‑石墨烯复合材料空心微球的制备方法，其特征在于：首先将黑磷烯纳米片或者黑磷烯量子点分散液加入到氧化石墨烯纳米片分散液中，采用机械搅拌的方法使得黑磷烯和氧化石墨烯两者混合均匀形成混合分散液；然后通过喷雾法将混合分散液喷入到液氦中迅速冷冻为黑磷烯和氧化石墨烯复合材料冷冻微球；接着将黑磷烯和氧化石墨烯复合材料冷冻微球置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到黑磷烯和氧化石墨烯复合材料空心微球；最后在氮气或氩气保护下将黑磷烯和氧化石墨烯复合材料空心微球中的氧化石墨烯高温还原为石墨烯，最终得到黑磷烯和石墨烯复合材料空心微球；该方法具体包括如下步骤：(1)将黑磷烯纳米片或者黑磷烯量子点分散液加入到氧化石墨烯纳米片分散液中，采用机械搅拌的方法使得黑磷烯和氧化石墨烯两者混合均匀形成混合分散液，将黑磷烯纳米片和黑磷烯量子点分散液统称为黑磷烯分散液，黑磷烯分散液与氧化石墨烯纳米片分散液使用相同的溶剂，且两者的体积比为1:1；所述溶剂为乙醇、水、二甲基亚砜、N‑甲基吡咯烷酮、异丙醇、N,N‑二甲基甲酰胺、1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐、碳酸乙烯酯、乙腈、1‑丁基‑三甲基咪唑二氰胺、N‑环乙基‑2‑吡咯烷中的一种，且氧化石墨烯纳米片分散液的浓度为0.01～1mg/mL；(2)通过喷雾法将混合分散液喷入到液氦中迅速冷冻为黑磷烯和氧化石墨烯复合材料冷冻微球，喷雾法中使用的喷嘴孔的口径尺寸为0.05～0.5mm；(3)将黑磷烯和氧化石墨烯复合材料冷冻微球置于冷冻干燥机中冷冻干燥6～48h，得到黑磷烯和氧化石墨烯复合材料空心微球；(4)在氮气或氩气保护下将黑磷烯和氧化石墨烯复合材料空心微球中的氧化石墨烯高温还原为石墨烯，最终得到黑磷烯和石墨烯复合材料空心微球，高温还原时的温度为500～1200℃。