CN107311131A - 一种液相制备层状磷材料的方法 - Google Patents

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张国新
王金迪
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Abstract

本发明涉及一种液相法制备层状磷材料的方法，包括以下步骤：(1)常温常压下，将金属磷化物加入到含有氧化剂的分散剂中进行反应，得到层状磷材料和金属盐；(2)清洗步骤(1)的反应后的物质以除去所述金属盐，干燥剩余物即得到所述层状磷材料。

Description

一种液相制备层状磷材料的方法
技术领域
本发明属于黑磷的合成方法领域，更具体地，本发明涉及一种常温常压液相法快速制备层状磷材料的方法。
背景技术
层状磷材料为单质磷的一种热力学较为稳定的相，因为其本身为具有带隙的二维狄拉克材料，且其带隙可通过多种手段在较大范围内调控，近些年来，备受材料领域的研究者的青睐。现有的层状磷材料的制备方法主要包括三种，1、使用原料广泛的红磷在12000atm下200℃下受热一定时间，即可得到层状磷材料。2、将红磷经历长时间(通常为5-10天)高能量的球磨，可得到碎片化的层状磷材料颗粒。3、使用红磷在部分金属(如Au、Sn)的加热催化下，可以转化成为层状磷材料。上述制备方法条件的苛刻极大的限制了其广泛的规模化应用。由于以上叙述的制备方法均以红磷作为原料，而红磷到层状磷材料的转化不可避免的需要跨越反应能垒，而且此能垒较大，需要外部以热量、高能压力或特殊催化剂等形式加速转化。
发明内容
本发明首次提供一种不经历红磷的层状磷材料的制备方法，可以在常温常压下，通过简单液相反应来快速生产层状磷材料的方法。
本发明提供了一种液相法制备层状磷材料的方法，包括以下步骤：
(1)常温常压下，将金属磷化物加入到含有氧化剂的分散剂中进行反应，得到层状磷材料和金属盐；其中所述氧化剂选自含有活性质子的物质、氧化性单质或氧化性金属阳离子；
(2)清洗步骤(1)的反应后的物质以除去所述金属盐，干燥剩余物即得到所述层状磷材料。
优选地，其中所述常温为0-200℃，其中所述常压为1-10大气压。
优选地，其中所述的金属磷化物为磷化钙、磷化镁、磷化钡、磷化锌中的一种或几种。
优选地，其中所述含有活性质子的物质为含有羟基、氨基、醛基或羧基的物质；其中所述氧化性单质选自S、F2、Cl2、Br2或I2；其中所述氧化性金属阳离子选自Ag+、Au3+、Cu2+、Pt3+、Fe3+、Co3+或Ni3+。
优选地，其中所述含有羟基、氨基、醛基或羧基的物质为水、乙二醇、甘油、乙二胺、甲醛、乙酸或甲酸中的一种或几种。
优选地，其中所述分散剂为氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
本发明的有益效果：
1、本发明首次提供一种不经历红磷的层状磷材料的制备方法。采用价格低廉的金属型磷化物作为磷源，经简单的反应，即可得到高质量的、目前备受国内外材料学界瞩目的层状磷材料。
2、本发明的制备方法条件为常温常压，设备简单，所有的操作步骤可以在4小时内完成，反应不受反应物量的限制，可以无限等比例放大，具有直接工业化的可行性。
附图说明
图1为实施例1中制备的层状磷材料的透射电镜照片。
图2为实施例1中制备的层状磷材料的扫描电镜照片。
图3为实施例1中制备的层状磷材料的拉曼图谱。
图4为实施例2中制备的层状磷材料的透射电镜照片。
图5为实施例3中制备的层状磷材料的透射电镜照片。
图6为实施例1、2、3中制备的层状磷材料的拉曼图谱。
图7为实施例1、2、3中制备的层状磷材料的X射线光电子能谱图。
图8为实施例2中制备的层状磷材料的透射电镜照片。
图9为实施例3中制备的层状磷材料的透射电镜照片，选取边缘区域。
图10为实施例3中制备的层状磷材料的透射电镜照片，选取曲折垂直光源的边缘区域。
图11为实施例4中制备的层状磷材料的扫描电镜照片。
图12为实施例5中制备的层状磷材料的透射电镜照片。
图13为实施例6中制备的层状磷材料的扫描电镜照片。
图14为实施例7中制备的层状磷材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1
室温下，将0.2克磷化钙粉末加入到10毫升的去离子水(反应溶剂)中，磁力搅拌10分钟后，加入10％稀盐酸清洗除掉反应生成的氢氧化钙，继续清洗并干燥即得到目标产物层状磷材料。
实施例2
除使用pH＝1的水溶液作为反应溶剂，其他与实施例1相同。
实施例3
除使用pH＝13的水溶液作为反应溶剂，其他与实施例1相同。
实施例4
除使用乙二醇作为反应溶剂替换水溶剂，其他与实施例1相同。
实施例5
室温下，将0.2克磷化钙粉末加入到溶有1毫升乙二醇的10毫升氮氮二甲基甲酰胺溶液中，球磨2h，加入10％稀盐酸清洗除掉反应生成钙盐，继续清洗并干燥即得到目标产物层状磷材料。
实施例6
将0.2克磷化钙粉末加入到溶有0.05克硝酸银的20毫升氮氮二甲基甲酰胺溶液中，在120℃下反应4h，加入10％稀盐酸清洗除掉反应生成钙盐，继续清洗并干燥即得到目标产物层状磷材料。
实施例7
将0.2克磷化钙粉末加入到溶有0.2克氯化钴的20毫升盐酸溶液中，室温下搅拌30分钟，加入10％稀盐酸清洗除掉反应生成钙盐，继续清洗并干燥即得到目标产物层状磷材料。
本发明制备方法得到的层状磷材料的透射电镜照片(附图1、4、5、8、9、10、12)和扫描电镜照片(附图2、11、13、14)显示，所合成的磷材料的表观形貌为二维层状。拉曼图谱(附图3、6)显示所制备的层状材料为磷材料。X射线光电子能谱显示实施例1、2、3中合成的层状磷材料分别具有磷含量为53.8％、49.1％和68.8％。

Claims (6)

1.一种液相法制备层状磷材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)常温常压下，将金属磷化物加入到含有氧化剂的分散剂中进行反应，得到层状磷材料和金属盐；其中所述氧化剂选自含有活性质子的物质、氧化性单质或氧化性金属阳离子；
(2)清洗步骤(1)的反应后的物质以除去所述金属盐，干燥剩余物即得到所述层状磷材料。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述常温为0-200℃，其中所述常压为1-10大气压。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述的金属磷化物为磷化钙、磷化镁、磷化钡、磷化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述含有活性质子的物质为含有羟基、氨基、醛基或羧基的物质；其中所述氧化性单质选自S、F2、Cl2、Br2或I2；其中所述氧化性金属阳离子选自Ag+、Au3+、Cu2+、Pt3+、Fe3+、Co3+或Ni3+。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，其中所述含有羟基、氨基、醛基或羧基的物质为水、乙二醇、甘油、乙二胺、甲醛、乙酸或甲酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述分散剂为氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330000A (zh) * 2019-04-01 2019-10-15 复旦大学 一种纳米红磷的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104817085A (zh) * 2015-04-09 2015-08-05 南京大学 一种二维纳米硅片的制备方法及其用途
CN105217614A (zh) * 2015-10-13 2016-01-06 清华大学 一种基于液相法制备二维纳米材料薄膜的方法
WO2016031126A1 (ja) * 2014-08-27 2016-03-03 株式会社豊田自動織機 炭素被覆シリコン材料の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016031126A1 (ja) * 2014-08-27 2016-03-03 株式会社豊田自動織機 炭素被覆シリコン材料の製造方法
CN104817085A (zh) * 2015-04-09 2015-08-05 南京大学 一种二维纳米硅片的制备方法及其用途
CN105217614A (zh) * 2015-10-13 2016-01-06 清华大学 一种基于液相法制备二维纳米材料薄膜的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330000A (zh) * 2019-04-01 2019-10-15 复旦大学 一种纳米红磷的制备方法

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