[發明專利]一種制備氮摻雜磷烯的方法

在審

• 申請號: 201710495545.8
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107161964A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 祖雷;崔秀國;連慧琴
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C01B25/02
• 分類號: C01B25/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,李闖

技術領域

本發明涉及磷烯復合材料領域，尤其涉及一種制備氮摻雜磷烯的方法。

背景技術

磷烯材料是新型的二維磷納米材料，其特殊的微觀穩定結構使其具有優異的電化學性能和熱傳導性能，因此磷烯材料在電子通信、交通運輸等領域具有廣闊應用前景。

磷烯的環境穩定性較差，磷原子較強的化學活性使其容易被氧氣、水等物質侵蝕而失去原有性能，在使用時必須通過設備或其他方法進行嚴格保護，否則會因侵蝕而迅速分解，這使其在實際使用過程中受到大幅限制。另外，磷烯的機械性能較弱，在實際應用過程中易受到外力而受到破壞。

在現有技術中，對磷烯的環境不穩定性(即容易被氧化侵蝕的缺點)沒有很好的處理方法，且沒有出現氮摻雜磷烯及其合成方法。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種制備氮摻雜磷烯的方法，可以將氮元素摻雜到磷烯中，使磷烯具有很好的抗氧化性能，不僅磷烯的物理化學性能不會被破壞，而且操作簡單、對設備要求低、產品質量好、產率高，產品可廣泛用到電子通信、交通運輸等領域。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種制備氮摻雜磷烯的方法，包括以下步驟：

步驟A、將磷烯和含氮無機鹽一同置于溶液中，磷烯的用量占磷烯和含氮無機鹽總質量的5％～95％，再用超聲波分散使其均勻混合，然后將溶液蒸干，從而得到氮摻雜磷烯前驅體；

步驟B、將所述氮摻雜磷烯前驅體置于充有惰性氣體的高溫爐中進行煅燒，煅燒溫度為300～1100℃，保溫時間為0.1～72h，然后冷卻至室溫，從而制得氮摻雜磷烯。

優選地，在步驟A中，超聲波分散時間為0.01～48h。

優選地，所述含氮無機鹽為氯化銨、硫酸銨、亞硫酸銨、磷酸銨、亞磷酸銨、硝酸銨、亞硝酸銨中的至少一種。

優選地，步驟A中所述的溶液為水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、四氫呋喃、四氯化碳、乙腈、乙醚、石油醚、戊烷、己烷、二硫化碳、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烷、乙酸乙酯、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、環己烷、N,N-二甲基甲酰胺、甲醛、硫酸、鹽酸、硝酸、乙酸、丙酸、氨水、水合肼、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

優選地，所述惰性氣體為氮氣、氦氣、氬氣或二氧化碳中的至少一種。

優選地，步驟B中制得氮摻雜磷烯在惰性氣體或真空條件下保存。

優選地，所述惰性氣體為氮氣、氦氣、氬氣或二氧化碳中的至少一種。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所提供的制備氮摻雜磷烯的方法以含氮無機鹽為氮源制得了特定原料配比的氮摻雜磷烯前驅體，然后在惰性氣體保護下通過對該氮摻雜磷烯前驅體進行煅燒，并控制煅燒溫度和保溫時間，從而將氮元素摻雜到磷烯中，形成了氮摻雜磷烯；與單純的磷烯不同，該氮摻雜磷烯中的氮原子可使該材料具有很好的抗氧化性能，并保證磷烯優異的物理化學性能不被破壞，仍具有良好的導電性、導熱性、穩定性、柔性等性能，因此本發明所提供的制備氮摻雜磷烯的方法不僅能使磷烯的物理化學性能不會被破壞，而且操作簡單、對設備要求低、產品質量好、產率高，產品可廣泛用到電子通信、交通運輸等領域。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例1所制備的氮摻雜磷烯的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

下面對本發明所提供的制備氮摻雜磷烯的方法進行詳細描述。

一種制備氮摻雜磷烯的方法，可以包括以下步驟：