[發明專利]一種黑磷碳納米管復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611023958.8
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106629641B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張晗;湯賢;張家宜
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C01B25/02
• 分類號: C01B25/02;C01B32/168;H01L29/16;H01G9/20;H01M4/90
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種黑磷碳納米管復合材料，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量比1:(0.1～50)添加至揮發性有機溶劑或者去離子水中進行超聲分散，得到混合分散液，再將所述混合分散液干燥，以去除所述揮發性有機溶劑或去離子水，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行手工研磨或球磨后，置于反應室中，在保護氣氛下先加熱至600～1100℃，保溫1～20h，隨后降低至120～380℃，保溫0.2～4h，保溫結束后冷卻，得到所述黑磷碳納米管復合材料。

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

3.如權利要求1所述的黑磷碳納米管復合材料，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狀結構，所述黑磷晶體顆粒均勻分布在所述碳納米管網狀結構中。

4.如權利要求1所述的黑磷碳納米管復合材料，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，長度為0.1～100μm。

5.一種黑磷碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將碳納米管和紅磷按質量比1:(0.1～50)添加至揮發性有機溶劑或者去離子水中進行超聲分散，得到混合分散液，再將所述混合分散液干燥，以去除所述揮發性有機溶劑或去離子水，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行手工研磨或球磨后，置于反應室中，在保護氣氛下先加熱至600～1100℃，保溫1～20h，隨后降低至120～380℃，保溫0.2～4h，保溫結束后冷卻，得到黑磷碳納米管復合材料，所述黑磷碳納米管復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.如權利要求5所述的黑磷碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，每1L所述揮發性有機溶劑或去離子水中碳納米管和紅磷的總質量為1～100g。

7.如權利要求5所述的黑磷碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述揮發性有機溶劑包括無水乙醇、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.如權利要求5所述的黑磷碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述超聲分散的時間為5～40min，所述干燥的溫度為50～150℃，干燥的時間為4～48h。

9.如權利要求5所述的黑磷碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述手工研磨的時間為5～120min，研磨速度為10～60轉/min；所述球磨采用行星式球磨機進行，球磨機轉速為30～720轉/min，球磨時間為10～120min。

10.一種如權利要求1-4任一項所述的黑磷碳納米管復合材料在光電器件中的應用。