[發明專利]一種二維無機鹽晶體及其制備方法

在審

• 申請號: 201710824057.7
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN109481951A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 方海平;吳明紅;石國升;陳亮;梁珊珊;楊一舟
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所;上海大學
• 主分類號: B01D9/00
• 分類號: B01D9/00;B01D71/02;B01D67/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;袁紅

本發明公開了一種二維無機鹽晶體及其制備方法。該二維無機鹽晶體的元素化學計量比非常規，所述二維無機鹽晶體的元素化學計量比為1.1：1～6.0：1，其XRD衍射圖譜在(200)處和(400)處出現衍射峰；該二維無機鹽晶體的制備方法括下述步驟：將碳基材料浸泡在無機鹽溶液中10～120min，至析出晶體即可，無機鹽溶液為非飽和溶液，其摩爾濃度≥1mol/L。本發明的制備方法具有普適性，制備過程簡單，易于操作，實現了在常溫常壓非飽和溶液中制備非常規化學計量的二維晶體，解決了常溫常壓下非飽和溶液結晶的難點，開辟了制備二維新晶體的新途徑，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種二維無機鹽晶體及其制備方法。

背景技術

二維晶體材料，如石墨烯、六方氮化硼、過渡金屬硫族化合物、黑磷和硅烯等，包括人工合成的單原子層蜂窩狀結構等(Nature Chemistry,2013,5:263～275；ChemicalReviews,2013,113:3766～3798)，因其具有獨特的物理化學性能，受到了大量的研究和關注(Science,2004,306(5696):666～669；Nanomaterials,Chemical Reviews,2017；Science,2009,324(5934):1530～1534)。

盡管二維材料的制備工藝日趨完善，但在自然界最常見、生物過程中不可或缺的無機鹽，如NaCl、KCl的二維晶體的制備仍然是巨大的挑戰，尤其是元素化學計量比例非1：1的二維晶體至今仍無法合成。有文獻報道在高溫高壓的極端條件下，制備出了不同化學計量的NaCl三維晶體，且具有一定的熱力學穩定性(Science,2013,342(6165):1502～1505)，然而其苛刻的制備條件和保存環境，嚴重限制了NaCl三維晶體新性能的研究及應用。

目前，在常溫常壓的自然環境條件下，只有在使用激光誘導法或基于底物與溶質之間的相似性的條件下，才能從一些不飽和溶液中成核形成結晶(Langmuir,2007,23(11):5852～5856；Accounts of Chemical Research,2009,42(5):621～629)。這種方法制備過程復雜，難于操作。

因此，尋求合適的在常溫常壓條件下制備二維無機鹽晶體的方法具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中制備過程復雜、難于操作等缺陷，提供了一種二維無機鹽晶體及其制備方法。本發明的二維無機鹽晶體的元素化學計量比非常規，為1.1：1～6.0：1，本發明的制備方法具有普適性，制備過程簡單，易于操作，實現了在常溫常壓非飽和溶液中制備非常規化學計量的二維晶體，解決了常溫常壓下非飽和溶液結晶的難點，開辟了制備二維新晶體的新途徑，具有良好的應用前景。

本發明通過下述技術方案解決上述技術問題。

本發明提供了一種二維無機鹽晶體，所述二維無機鹽晶體的元素化學計量比非常規，所述二維無機鹽晶體的元素化學計量比為1.1：1～6.0：1；

其中，所述元素化學計量比為所述無機鹽晶體中陽離子與陰離子的個數比。

本發明中，所述二維無機鹽晶體的元素化學計量比較佳地為3.0：1。

本發明中，所述二維無機鹽晶體的XRD衍射圖譜在(200)處和(400)處出現衍射峰。

本發明中，所述二維無機鹽晶體較佳地為片狀。

本發明還提供了一種上述二維無機鹽晶體的制備方法，其包括下述步驟：

將碳基材料浸泡在無機鹽溶液中10～120min，至析出晶體即可；其中，所述無機鹽溶液為非飽和溶液，所述無機鹽溶液的摩爾濃度≥1mol/L。