[發(fā)明專利]黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料的制備方法

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106744755A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 詹紅兵;張艷
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01B25/02
• 分類號: C01B25/02;C01G55/00;B82Y40/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,林文弘

技術領域

本發(fā)明涉及一種黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料的制備方法，屬于納米材料制備技術領域。

背景技術

黑磷是一種多層的晶體結構，類似于石墨。具有許多優(yōu)異的性能，如較高的載流子遷移率、明顯的各向異性、以及可由層數(shù)調(diào)控帶隙寬度，被認為是最具有潛力應用于儲能和半導體領域的二維材料。目前研究表明通過液相分離法可以得到單層或者多層的黑磷納米片。貴金屬納米粒子由于其獨特的性能已廣泛應用于各種領域。貴金屬納米粒子的催化活性是取決于納米粒子的分散性和表面性能。由于貴金屬納米粒子的性能顯著依賴于其聚集狀態(tài)、尺寸和分布等, 為了使其尺寸均一、分散均勻, 選擇一個適當?shù)幕w材料來控制貴金屬納米粒子的分散和沉積大小十分重要。因此，急需一種合理高效的制備方法，將黑磷納米片和貴金屬納米粒子有效的結合起來，形成同時具有二者優(yōu)異的物理化學特性的復合材料，拓寬其在儲能、電化學傳感、電催化等領域的潛在應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于為了克服現(xiàn)有技術的存在的不足，提供了簡單高效的黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料的制備方法，利用原位法在黑磷納米片的表面上吸附貴金屬納米粒子，屬于納米材料制備技術領域，使得復合材料具有更廣泛的應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

該方法具體包括如下步驟：

1)稱取20 mL濃度為1~2 mg/mL的黑磷納米片的有機溶劑分散液，加入20 mL水，混合液超聲2 h；

2)然后邊攪拌邊加入20-30 mg PdCl₂，加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至9-10，攪拌2-3 h；

3)靜置10~12h后，再逐滴向步驟2)得到的混合液中滴加300-350 mL濃度為1 mg/mL的新鮮KBH₄水溶液；

4)清洗過濾后，烘干（烘干溫度為40 ℃～80 ℃，時間為10～12 h）后得到黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料。

步驟1)中所述的有機溶劑為乙醇、NMP和DMF中的任一種。

優(yōu)選地，本發(fā)明步驟2)NaOH調(diào)節(jié)pH值為10。

優(yōu)選地，所述1 mg/mL的KBH₄的水溶液滴加320 mL 。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料的制備方法，利用原位法在黑磷納米片的表面上吸附貴金屬納米粒子，實現(xiàn)貴金屬納米粒子有效的吸附在黑磷納米片的表面。利用貴金屬納米粒子的催化性能和黑磷納米片特殊的導電性能的協(xié)調(diào)效應，可以應用于電催化、電化學傳感、超級電容器等領域。目前沒有任何的文獻和專利報道過此方法。因此本發(fā)明的制備方法填補了這一空白，在黑磷納米片的復合物制備方法中具有廣泛的的應用性。

附圖說明

圖1為實施例1制得的鈀納米粒子和黑磷納米片復合材料的掃描電子顯微鏡（SEM）照片；

圖2為實施例1制得的鈀納米粒子和黑磷納米片復合材料的EDS能譜中Pd元素、O元素、Cl元素和P元素的分布圖；

圖3為本發(fā)明方法中采用的原位還原法制備的鈀納米粒子和黑磷納米片復合材料與黑磷納米片的CV測試曲線。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實施例。

實施例1

1)稱取20mL濃度為1mg/mL的黑磷納米片的乙醇分散液，加入20ml水，混合液超聲2h；

2)然后邊攪拌邊加入25mgPdCl₂，加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至10，攪拌2.5h；

3)靜置12h后，再逐滴向步驟2)得到的混合液滴加300mL的1mg/mL的KBH₄水溶液；

4)清洗過濾后，烘干后得到黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料。

實施例2

1)稱取20mL濃度為2mg/mL的黑磷納米片的NMP分散液，加入20ml水，混合液超聲2 h；

2)然后邊攪拌邊加入25mg PdCl₂，加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至10，攪拌2.5h；

3)靜置10 h后，再逐滴向步驟2)得到的混合液滴加320 mL的1 mg/mL的KBH₄水溶液；

4)清洗過濾后，烘干后得到黑磷納米片與貴金屬納米粒子復合材料。

實施例3

1)稱取20mL濃度為1.5mg/mL的黑磷納米片的DMF分散液，加入20ml水，混合液超聲2h；