[發(fā)明專利]基于二維材料的花狀VS2

在審

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN113562764A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振國;郁可;宗暉;朱自強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G31/00
• 分類號(hào): C01G31/00;C01B32/921;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務(wù)所 31319
• 代理人: 夏思秋

本發(fā)明公開了一種基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料，所述納米復(fù)合材料以納米花狀的VS₂作為負(fù)載物，二維狀的Ti₃C₂納米片作為基質(zhì)材料，形成穩(wěn)定三維空間結(jié)構(gòu)；所述二維狀的Ti₃C₂納米片為片徑約1.0～2.0um，厚度約50～100nm的納米薄片，所述納米花狀的VS₂均勻生長在二維狀的Ti₃C₂納米片上，形成穩(wěn)定搭載結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了所述納米復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法可行性高，制備流程簡單，可重復(fù)性高。本發(fā)明還提供了所述納米復(fù)合材料在光熱海水淡化方面的應(yīng)用，所述太陽能光熱轉(zhuǎn)換材料層具有穩(wěn)定性好，光吸收表面積大，熱效率高，抗鹽分積累等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于過渡金屬硫化物、過渡金屬碳化物與太陽能光熱海水淡化領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料，其制備方法及其在太陽能光熱海水淡化方面中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

Ti₃C₂是一種新型的過渡金屬碳化物，其結(jié)構(gòu)是由三層Ti原子中間夾兩層C原子構(gòu)成的二維層狀結(jié)構(gòu)，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、表面化學(xué)官能團(tuán)豐富、親水性好，在鋰電池、能量存儲(chǔ)、能量轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。由于Ti₃C₂具有出色的親水性和可見光吸收能力，它也是一種良好的光熱轉(zhuǎn)換材料，其廣闊的表面能對(duì)太陽光中的可見波段進(jìn)行高效的吸收。但是由于Ti₃C₂是表面平整的二維納米片結(jié)構(gòu)，受到菲涅爾效應(yīng)的影響會(huì)對(duì)紅外波段的光產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射作用，從而降低其對(duì)太陽光全波段的吸收比例。此外，純的Ti₃C₂納米材料本身難以形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，較低的孔隙率限制了其在光熱轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用。因此，必須構(gòu)建一種穩(wěn)定存在的Ti₃C₂空間形貌結(jié)構(gòu)，增大結(jié)構(gòu)孔隙率并改善材料對(duì)紅外光波段的吸收率，這是Ti₃C₂在太陽能光熱轉(zhuǎn)換領(lǐng)域亟待解決的問題。

過渡金屬硫化物材料VS₂是廉價(jià)、穩(wěn)定、易于制備的納米材料，已經(jīng)被廣泛用于半導(dǎo)體等復(fù)合材料中。近來，多種基于過渡金屬硫化物的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)引起眾多研究學(xué)者的關(guān)注，但現(xiàn)有技術(shù)中尚未有基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料的太陽能光熱轉(zhuǎn)換材料層的研究與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有優(yōu)異太陽能光熱轉(zhuǎn)換性能的基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料，所述復(fù)合材料應(yīng)用于太陽能光熱海水淡化時(shí)，具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性與光熱效率。

本發(fā)明提供了一種基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料，所述復(fù)合材料以納米花狀的VS₂作為負(fù)載物，二維狀的Ti₃C₂納米片作為基質(zhì)材料，形成穩(wěn)定三維空間結(jié)構(gòu)。

其中，所述納米花狀的VS₂均勻生長在所述二維狀的Ti₃C₂納米片表面，形成所述基于二維材料的花狀VS₂@Ti₃C₂納米復(fù)合材料。

其中，所述Ti₃C₂納米片與所述納米花狀VS₂既實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的界面接觸生長，又在空間上保持各自物化性能的獨(dú)立。