[發(fā)明專利]一種黑磷碳納米管復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611023958.8
• 申請(qǐng)日: 2016-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106629641B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晗;湯賢;張家宜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/02
• 分類號(hào): C01B25/02;C01B32/168;H01L29/16;H01G9/20;H01M4/90
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

1.一種黑磷碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，包括多根碳納米管和沉積在所述碳納米管表面的黑磷晶體顆粒，所述黑磷碳納米管復(fù)合材料采用如下制備方法制得，所述制備方法包括以下步驟：

將碳納米管和紅磷按質(zhì)量比1:(0.1～50)添加至揮發(fā)性有機(jī)溶劑或者去離子水中進(jìn)行超聲分散，得到混合分散液，再將所述混合分散液干燥，以去除所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑或去離子水，得到碳納米管和紅磷混合物；

將所述碳納米管和紅磷混合物進(jìn)行手工研磨或球磨后，置于反應(yīng)室中，在保護(hù)氣氛下先加熱至600～1100℃，保溫1～20h，隨后降低至120～380℃，保溫0.2～4h，保溫結(jié)束后冷卻，得到所述黑磷碳納米管復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，所述碳納米管與所述黑磷晶體顆粒的質(zhì)量比為1:(0.1～50)。

3.如權(quán)利要求1所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，所述多根碳納米管定向排列或相互交織形成碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述黑磷晶體顆粒均勻分布在所述碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。

4.如權(quán)利要求1所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，所述黑磷晶體顆粒的尺寸為3nm～8μm；所述碳納米管為單壁、雙壁和多壁碳納米管中的一種或幾種，所述碳納米管的直徑為3～200nm，長(zhǎng)度為0.1～100μm。

5.一種黑磷碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將碳納米管和紅磷按質(zhì)量比1:(0.1～50)添加至揮發(fā)性有機(jī)溶劑或者去離子水中進(jìn)行超聲分散，得到混合分散液，再將所述混合分散液干燥，以去除所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑或去離子水，得到碳納米管和紅磷混合物；

將所述碳納米管和紅磷混合物進(jìn)行手工研磨或球磨后，置于反應(yīng)室中，在保護(hù)氣氛下先加熱至600～1100℃，保溫1～20h，隨后降低至120～380℃，保溫0.2～4h，保溫結(jié)束后冷卻，得到黑磷碳納米管復(fù)合材料，所述黑磷碳納米管復(fù)合材料包括碳納米管和沉積在所述碳納米管表面的黑磷晶體顆粒。

6.如權(quán)利要求5所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，每1L所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑或去離子水中碳納米管和紅磷的總質(zhì)量為1～100g。

7.如權(quán)利要求5所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑包括無(wú)水乙醇、丙酮、正己烷、甲醇、甲苯、二甲苯、四氯甲烷、乙腈、醋酸乙酯中的一種或多種。

8.如權(quán)利要求5所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述超聲分散的時(shí)間為5～40min，所述干燥的溫度為50～150℃，干燥的時(shí)間為4～48h。

9.如權(quán)利要求5所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述手工研磨的時(shí)間為5～120min，研磨速度為10～60轉(zhuǎn)/min；所述球磨采用行星式球磨機(jī)進(jìn)行，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為30～720轉(zhuǎn)/min，球磨時(shí)間為10～120min。

10.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的黑磷碳納米管復(fù)合材料在光電器件中的應(yīng)用。