[發(fā)明專利]一種提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810561334.4
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108976732A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧春華;王輝猛;王敏;尹力添;楊黃浩
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L29/04;C08K3/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;李翠娥

本發(fā)明公開了一種提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法，通過在黑磷納米片表面包裹PLGA，形成黑磷/PLGA復(fù)合物。PLGA可以減少黑磷與空氣和水的接觸，從而提高其在水中的穩(wěn)定性，保證黑磷納米片的光熱效果。本發(fā)明提供的提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法簡單易實現(xiàn)且成本低廉，并且PLGA具有生物相容性良好和生物可降解性的特點，在提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的同時保證其生物安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及黑磷納米材料領(lǐng)域，尤其涉及一種提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法。

技術(shù)背景

原子級厚度的黑磷納米片是二維材料的新成員，由于其獨特的電子和光學(xué)特性和廣泛的應(yīng)用前景，吸引了越來越多的關(guān)注。作為一種非金屬的層狀半導(dǎo)體，黑磷的帶隙可隨著材料厚度的變化在0.3-2.0 V之間自由調(diào)節(jié)。這個帶隙區(qū)間填補(bǔ)了石墨烯（零帶隙）與過渡金屬硫化物（另一種類二維材料）之間的帶隙空白，使二維材料家族對應(yīng)的光譜相應(yīng)范圍從可見光延伸到紅外區(qū)域。這些特性表明，黑磷納米片不僅在納米級電子設(shè)備上大有前途，而且也適用于近和中紅外區(qū)域光電應(yīng)用。這些獨特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)使其在腫瘤光熱治療和光動力學(xué)治療方面也顯示出良好的應(yīng)用前景。

盡管黑磷擁有這些優(yōu)越的性質(zhì)，但阻礙黑磷進(jìn)一步應(yīng)用的一個根本性障礙是在空氣和水中缺乏穩(wěn)定性。已經(jīng)證明，黑磷在正常環(huán)境條件下對氧氣和水很敏感，致使其化學(xué)組分和物理性質(zhì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電子和光學(xué)性能的顯著下降。長期暴露于潮濕的空氣或水中的黑磷甚至可以完全被蝕刻掉。這對黑磷在柔性電子和光電子學(xué)中的應(yīng)用造成了嚴(yán)重的限制，并且其在水中的不穩(wěn)定性同樣也限制了電化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的潛在應(yīng)用。因此，了解黑磷的降解機(jī)理并提高其穩(wěn)定性至關(guān)重要。基于此，目前的文獻(xiàn)報道中，增強(qiáng)黑磷納米片穩(wěn)定性的方法有以下三種：（1）使用干轉(zhuǎn)印石墨烯和六方氮化硼到超薄黑磷納米片表面。在鈍化黑磷納米片的同時保留其原先晶格并限制暴露在環(huán)境空氣中的降解。（2）通過修飾共價芳基重氮來鈍化并保護(hù)黑磷。該化學(xué)修飾方法自發(fā)形成磷-碳鍵，產(chǎn)生強(qiáng)可調(diào)P型摻雜，同時提高了場效應(yīng)晶體管的移動性和開/關(guān)電流比。（3）從理論計算的角度給出了黑磷納米片在環(huán)境中發(fā)生降解的完整機(jī)制，并提出了利用完全氧化的黑磷納米片表面上的P-O-P鍵來固定表面P原子來作為保護(hù)層的設(shè)想。以上方法雖然都能夠在一定程度上起到保護(hù)黑磷的效果，但是操作過程復(fù)雜，且未對鈍化后黑磷納米片的光熱性能進(jìn)一步研究。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于一種提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法。旨在解決現(xiàn)有黑磷納米片不穩(wěn)定且光熱穩(wěn)定性差的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種提高黑磷納米片光熱穩(wěn)定性的方法，通過將黑磷納米片添加到PLGA溶液中，通過乳化溶劑揮發(fā)法，制備黑磷/PLGA復(fù)合物，從而提高黑磷納米片的光熱穩(wěn)定性。

所述PLGA溶液中，PLGA濃度為5～20 mg/mL，黑磷納米片在PLGA溶液中的質(zhì)量濃度為0.5～2.0 mg/mL。

所述的黑鱗納米片的制備方法，包括如下步驟：

（1）將塊狀黑磷分散到含飽和NaOH的N-甲基吡咯烷酮溶液中，然后將混合物超聲處理6～9 h，得到不同尺寸的黑磷納米片混合溶液；

（2）采用不同離心力除去未剝落的塊狀黑磷和超小黑磷納米片，最終得到尺寸大小約為200 nm左右的黑磷納米片。

步驟（1）所述飽和NaOH的N-甲基吡咯烷酮溶液的制備過程為：

將過量NaOH溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，在室溫下攪拌20～30 min，過濾多余NaOH，得到飽和NaOH的N-甲基吡咯烷酮溶液。

步驟（1）所述的黑磷納米片混合溶液的質(zhì)量濃度為0.5～1.0 mg/mL。

步驟（2）所述不同離心力分別為3000 rpm和8000 rpm。