[發明專利]一種基于黑磷納米片的多功能反應平臺及其構建方法和應用

在審

• 申請號: 201910843187.4
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110844895A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 張斌;曹亞明;顏青;樊菲;陳彧
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01B25/00
• 分類號: C01B25/00;C08G73/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

1.一種基于黑磷納米片的多功能反應平臺，其特征在于：結構式如下式PDA-cappedBP所示：

2.一種權利要求1所述一種基于黑磷納米片的多功能反應平臺的構建方法，其特征在于：包括如下步驟：

一、少層二維黑磷分散液及固體黑磷薄膜的制備：

在充滿氬氣氛圍的手套箱中稱取黑磷晶體，研磨；研磨后所得的黑磷粉末用經氬氣鼓泡后的NMP溶劑覆蓋，轉移至Schlenk瓶中取出手套箱；反應體系在水浴超聲機中不間斷超聲，過程中溫度控制在5℃以下；將所得的分散體系離心，然后提取含有剝離黑磷納米片的上層棕黃色分散液；

將含有高濃度少層二維黑磷納米片的分散液滴加到真空過濾膜上，減壓抽除溶劑后在濾膜上形成一層黑磷納米片薄膜；將上述真空濾膜倒扣在擁有一定粘度的ITO/PET柔性基底表面，通過壓片機向真空濾膜和ITO/PET柔性基底結合部分施加壓力；壓片完成后將ITO/PET柔性基底撕開，通過固相轉移法能在PET柔性基底表面形成一層致密均勻的二維黑磷薄膜；

二、基于黑磷納米片的多功能反應平臺的構建，包括如下步驟：

1)Tris-HCl緩沖液的配置；

2)將鹽酸多巴胺固體粉末，超聲溶解于Tris-HCl緩沖液中，超聲至溶液微微泛黃；

3)將上述載有黑磷薄膜的PET基底，浸泡在裝有Tris-HCl緩沖液的燒杯中；采用搖床進行攪拌的過程中，將溶解有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液緩慢滴加至燒杯中；上述反應體系在室溫大氣環境下劇烈攪拌反應；

4)表面成膜修飾反應完成后，用大量去離子水和乙醇沖洗PET基底表面，以除去未成膜的聚多巴胺顆粒以及殘余的三羥甲基氨基甲烷；所得多功能反應平臺在真空烘箱中干燥。

3.一種權利要求2所述一種基于黑磷納米片的多功能反應平臺的構建方法，其特征在于：包括如下步驟：

一、少層二維黑磷分散液及固體黑磷薄膜的制備，包括如下步驟：

在充滿氬氣氛圍的手套箱中稱取100mg黑磷晶體，在瑪瑙研缽中人工研磨30min；研磨后所得的黑磷粉末用經氬氣鼓泡30min后的100mLNMP溶劑覆蓋，用膠頭滴管轉移至Schlenk瓶中取出手套箱；反應體系在功率為300W的水浴超聲機中不間斷超聲6h，過程中頻繁更換冰袋將水浴溫度控制在5℃以下；將所得的分散體系在2000rpm轉速下離心120min，然后小心地提取含有剝離黑磷納米片的上層棕黃色分散液，將該分散液在8000-10000rpm下離心120min收集下層黑磷納米片沉淀。

將含有高濃度少層二維黑磷納米片的分散液滴加到真空過濾膜(孔徑200nm)上，減壓抽除溶劑后在濾膜上形成一層黑磷納米片薄膜；將上述真空濾膜倒扣在ITO/PET柔性基底表面，通過壓片機向真空濾膜和ITO/PET柔性基底結合部分施加10MPa的壓力，持續15min；壓片完成后將ITO/PET柔性基底撕開，使其在PET柔性基底表面形成一層致密均勻的二維黑磷薄膜；

二、基于黑磷納米片的多功能反應平臺的構建，包括如下步驟：

1)Tris-HCl緩沖液的配置稱取1.21g三羥甲基氨基甲烷溶于800mL去離子水中，滴加鹽酸直到溶液PH＝8.5；

2)稱取200mg鹽酸多巴胺固體粉末，超聲溶解在120mL的Tris-HCl緩沖液(10mM，pH＝8.5)中，超聲至溶液微微泛黃；

3)將上述載有黑磷薄膜的PET基底剪成1cm×1cm尺寸，浸泡在裝有100mLTris-HCl緩沖液的燒杯中(容積為500mL)；為了避免反應過程中攪拌子對黑磷薄膜的刮傷，采用搖床作用來代替攪拌器的劇烈攪拌；搖床在以400rpm的速度進行攪拌的過程中，將溶解有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液緩慢滴加至燒杯中(30min內滴完)。上述反應體系在室溫大氣環境下劇烈攪拌反應12h。

4)表面成膜修飾反應完成后，用大量去離子水和乙醇沖洗PET基底表面，以除去未成膜的聚多巴胺顆粒以及殘余的三羥甲基氨基甲烷；所得多功能反應平臺在真空烘箱中40℃干燥12h。

4.一種權利要求2或3所述一種基于黑磷納米片的多功能反應平臺的構建方法，其特征在于：步驟一中所得薄膜在真空干燥箱中60℃干燥除去殘余有機溶劑。