[发明专利]一种超薄二维纳米材料的制备方法

摘要

本发明属于轻质高强纳米材料制备技术领域，涉及一种超薄二维纳米材料的制备方法。该方法采用简单的液相纳米材料合成方法，采用方便得到的金属盐及缓冲溶液等为原料，制备得到了多种超薄二维金属氧化物纳米材料。具体方法是(1)室温下配制目标pH的缓冲溶液，加入适量的金属盐及氧化石墨烯，剧烈搅拌至均匀分散，形成透明溶液；(2)将该混合溶液加热至60‑70℃，搅拌条件下反应2‑4小时，自然降温并离心洗涤，冷冻干燥得到粉末状产物；(3)将该粉末状产物至于马弗炉中，空气气氛下，500‑650℃煅烧2h，最终得到超薄二维纳米材料。

主权项

1.一种金属氧化物超薄二维纳米材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：第一步，配制具有所需pH值的标准缓冲溶液，经搅拌、超声后得到混合均匀的无色透明溶液；所述标准缓冲溶液选自甘氨酸‑盐酸、甘氨酸‑氢氧化钠或三羟甲基氨基甲烷‑盐酸的醇/水体系，乙二醇和水的体积比范围为3：1至10：1，其中甘氨酸‑盐酸缓冲溶液的pH范围是1.6‑3.2，甘氨酸‑氢氧化钠缓冲溶液的pH范围是8.5‑11，三羟甲基氨基甲烷‑盐酸缓冲溶液的pH范围是6.5‑9；第二步，取第一步中得到的无色透明溶液，加入适量氧化石墨烯，在室温下搅拌均匀，得到棕黄色透明溶液，所述氧化石墨烯在溶液中的质量浓度范围为0.05‑2g/L；第三步，取适量金属盐加入第二步得到的棕黄色透明溶液，室温下搅拌均匀，得到棕黄色透明溶液，所述金属盐在溶液中的摩尔浓度范围为0.002‑0.2mol/L；所述金属氧化物选自氧化镁、氧化锡、氧化锑或过渡金属氧化物，所述金属盐包括金属的卤素盐、硫酸盐；第四步，将第三步中得到的棕黄色透明溶液加热至40‑90℃，持续搅拌一段时间后，待溶液降为室温，离心洗涤，得到棕黄色/黑色沉淀；第五步，将第四步中得到的棕黄色/黑色沉淀转移入冷冻干燥机中，干燥24‑48h，得到棕黄色/黑色粉末；第六步，将第五步中得到的干燥的棕黄色/黑色沉淀转移入马弗炉中，空气环境下，500‑650℃煅烧1‑3h，得到超薄二维纳米材料粉末，制备得到的超薄二维纳米材料的尺寸为1‑20μm，厚度为1‑11nm，抗弯强度达到17‑73GPa，杨氏模量达到150‑400GPa。