[发明专利]一种仿生三元体系石墨烯-黑磷纳米复合材料薄膜制备方法

摘要

本发明涉及一种仿生三元体系石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜制备方法，将氧化石墨烯、黑磷纳米片(BP)以及1‑氨基芘(AP)‑辛二酸双(N‑羟基琥珀酰亚胺酯)(DSS)分子，通过氧化石墨烯与黑磷纳米片之间形成的P‑O‑C共价键、黑磷纳米片层间的润滑以及氧化石墨烯和AP‑DSS之间π‑π共轭的协同作用仿生构筑了超韧性三元体系石墨烯基纳米复合材料，其断裂韧性达到51.8MJ m‑3，是天然贝壳的29倍。这种BP三元体系石墨烯基纳米复合材料的保持极好的化学稳定性，长时间暴露在空气中的纳米材料薄膜其断裂韧性可保持在95％以上。因此，通过仿生策略构筑的超韧性石墨烯基纳米复合材料薄膜将在航空航天和可穿戴柔性器件等领域具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种仿生三元体系石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜制备方法，其特征在于，实现步骤如下：(1)将通过超声剥离与离心方法制备好的黑磷纳米片溶液在不断搅拌下加入氧化石墨烯水溶液中，获得黑磷纳米片和氧化石墨烯均一分散液；(2)将所述黑磷纳米片和氧化石墨烯均一分散液进行超声处理，然后进行搅拌化学反应，得到得到均匀的黑磷纳米片和氧化石墨烯分散液；(3)将步骤(2)所得到均匀的黑磷纳米片和氧化石墨烯分散液进行真空抽滤，黑磷和氧化石墨烯经过自组装制备得到氧化石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜；(4)改变步骤(1)中加入黑磷纳米片溶液的质量，重复步骤(1)(2)、(3)，获得不同黑磷含量的氧化石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜；(5)将步骤(4)所得的氧化石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜用氢碘酸(HI)还原，得到仿贝壳超韧性的还原氧化石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜；(6)将步骤(5)中的还原氧化石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜，浸泡于1‑氨基芘(AP)‑辛二酸双(N‑羟基琥珀酰亚胺酯)(DSS)分子的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，得到超韧性三元体系石墨烯‑黑磷纳米复合材料薄膜。