[發明專利]一種插層分子及其制備方法、二維納米復合材料

有效

• 申請號: 201910548012.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110229153B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 李小康;蔣陽琴;李億保;苑舉君;彭光懷
• 申請（專利權）人: 贛南師范大學
• 主分類號: C07D471/06
• 分類號: C07D471/06;C01B32/198;C01G39/06;C01B21/082;B82Y30/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 瞿曉晶

本發明屬于二維納米材料技術領域，尤其涉及一種插層分子及其制備方法、二維納米復合材料。本發明先在苝四甲酸二酐分子上接上氨基酸分子，提高苝四甲酸二酐分子的溶解度，得到插層分子；然后以插層分子插層二維片層材料制備二維納米復合材料，本發明所述方法制備得到的二維納米復合材料呈現均勻的片層狀結構，且結構規整、無團聚，分散性好。

技術領域

本發明涉及二維納米材料技術領域，尤其涉及一種插層分子及其制備方法、二維納米復合材料。

背景技術

二維納米復合材料具有獨特的電學性質和巨大的比表面積，在催化、儲能、光電轉化、生物等方面表現出了廣泛的應用潛力，開發設計新型功能的二維納米復合材料越來越成為研究的熱點。復合材料一般是由連續相的基體和分散相增強材料組成，各組分之間能夠“取長補短”，表現出單一材料所不具備的新性能。尤其在納米復合材料中，各組分的相互作用更加凸顯，材料的性能突出，應用潛力巨大。

氧化石墨烯、二硫化鉬和石墨相(g-C₃N₄)等類石墨烯材料廣泛應用于制備二維納米材料，并表現出了優異的性質和應用前景，但由于其結構特點，剝離成功后的產物容易團聚，影響其電性能。因此，選擇合適的分散劑插層類石墨烯材料對開發二維納米復合材料的潛在性能具有重要的研究意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種插層分子，該插層分子插層制備的二維納米復合材料為片層狀結構，且結構規整、無團聚，分散性好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種插層分子，具有式I所示結構：

本發明提供了上述技術方案所述插層分子的制備方法，包括以下步驟：

將3,4,9,10-苝四甲酸二酐、氨基酸和咪唑混合，進行接枝，得到插層分子。

優選的，所述氨基酸為L-丙氨酸。

優選的，所述3,4,9,10-苝四甲酸二酐與氨基酸的摩爾比為1:2～3。

優選的，所述3,4,9,10-苝四甲酸二酐與咪唑的用量比為1mmol:(2～3)g。

優選的，所述接枝的溫度為120～130℃，所述接枝的時間為5～7h。

本發明提供了一種二維納米復合材料，制備方法包括以下步驟：

將所述插層分子與二維片層材料混合，進行超聲處理，得到二維納米復合材料。

優選的，所述二維片層材料為氧化石墨烯、二硫化鉬或石墨相氮化碳。

優選的，所述插層分子與二維片層材料的質量比為1:1。

優選的，所述超聲處理的時間為40～50h，所述超聲處理的功率為1000W。

本發明提供了一種插層分子及其制備方法，本發明先在苝四甲酸二酐分子上接上氨基酸分子，得到插層分子；然后以該插層分子插層二維片層材料制備二維納米復合材料，本發明所述方法制備得到的二維納米復合材料呈現均勻的片層狀結構，且結構規整、無團聚，分散性好。

附圖說明

圖1為實施例1中Go/NAPD二維納米復合材料的AFM圖；

圖2為實施例1中Go、NAPD和Go/NAPD二維納米復合材料的TEM 圖；

圖3為實施例1中Go、NAPD和Go/NAPD二維納米復合材料的XRD 圖；

圖4為實施例1中Go、NAPD和Go/NAPD二維納米復合材料的紅外光譜圖；