CN109205578A - 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法 - Google Patents

一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109205578A
CN109205578A CN201810902846.2A CN201810902846A CN109205578A CN 109205578 A CN109205578 A CN 109205578A CN 201810902846 A CN201810902846 A CN 201810902846A CN 109205578 A CN109205578 A CN 109205578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave
liquid phase
nanometer sheet
material preparation
dimensional nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810902846.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109205578B (zh
Inventor
周涵
吴伟
许军
谢培文
陆云博
范同祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201810902846.2A priority Critical patent/CN109205578B/zh
Publication of CN109205578A publication Critical patent/CN109205578A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109205578B publication Critical patent/CN109205578B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/064—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with boron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/007—Tellurides or selenides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/0605—Binary compounds of nitrogen with carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/14—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, sulfur, selenium or tellurium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/007—Titanium sulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00—Compounds of zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00—Compounds of vanadium
    • C01G31/02—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G35/00—Compounds of tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00—Compounds of molybdenum
    • C01G39/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00—Compounds of molybdenum
    • C01G39/06—Sulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G41/00—Compounds of tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G41/00—Compounds of tungsten
    • C01G41/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Abstract

本发明公开了一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法。具体步骤如下：1)将层状材料前驱体粉末与液相介质于研钵中湿磨；2)以相同的液相介质将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中；3)将微波反应管置入微波反应装置中，微波辐照；4)微波辐照后，洗涤过滤微波混合物，收集滤膜；5)所得滤膜超声分散于有机溶剂中，离心分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；6)将所得纳米片分散液过滤，收集滤膜，真空干燥获得纳米片粉末。本发明方法通用、快速、高效剥离多种层状材料，所制得的纳米片超薄、尺寸大且剥离尺寸缩减小、化学稳定性高。在基础科学研究方面，电子、催化、能源、传感等热门领域有着广泛的应用前景。

Description

一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种通用的、微波辅助液相剥离层状材料实现快速、高效制备单层/少层、大尺度、高化学稳定性的二维纳米片的方法。
背景技术
二维纳米片指的是，横向尺寸为数百纳米-数微米，厚度仅为数个甚至单个原子层的片层状结构纳米材料。自从2004年Novoselov和Geim等人以透明胶从石墨中粘出石墨烯以来，二维材料因其原子级别的厚度、大的水平/纵向尺寸比，而具有大比表面积和诸多纳米效应，表现出优异的电学、光学、磁学、力学性质，在催化、能源、传感、电子领域有着广泛的应用前景，为物理等基础科学领域提供了丰富的研究课题。如何从二维纳米片的层状材料前驱体中将其剥离，获得高质量的纳米片一直以来是广泛研究的热点问题。
截止目前，层状材料的剥离主要包括微机械剥离法和液相剥离法(包括离子插层/交换辅助，电化学辅助，机械力辅助(如超声、剪切力)等)。微机械剥离法，最具代表性的为Novoselov和Geim等人以透明胶从石墨中粘出石墨烯，此方法具有很好的普适性，操作简单，纳米片保持本征结构、无缺陷、尺寸大；但是缺点也十分明显，如产率低、速率低、纳米片形貌不可控、基底的附着问题，该方法不适用于大规模合成及实际应用(Acc.Chem.Res.2014,47,1067-1075)。液相剥离法是借助离子插层/交换或外部机械力，在液相介质中获得纳米片分散液的剥离方法。其中，离子预插层/交换辅助法，由于引入了“预膨胀”机制，使得纳米片产率较高，但离子插层/交换仅仅适用于部分层状材料，且选用的插层介质多为锂、钠、钾等活跃碱金属元素，操作危险性高，耗时较长(Nanoscale 2014,6,12458-12462)。机械力辅助，如超声辅助液相剥离是目前使用最为广泛的液相剥离方法，但由于持续的超声作用，获得的纳米片尺寸缩减严重，且易引入结构缺陷，单层纳米片比例低(Science 2011,331,568-571)。
因此，对于液相剥离制备二维纳米片，以下几点要求皆很重要：1)较强的普适性；2)耗时短；3)纳米片无结构缺陷，化学稳定性高；4)纳米片尺寸大，厚度薄；5)产率(剥离率)高。开发一种能同时满足以上五点要求的层状材料的液相剥离方法，具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，有较强的普适性。
本发明的技术方案如下：
一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，包括以下步骤，
步骤一，将层状材料前驱体粉末与液相介质混合于研钵中湿磨，得到湿磨混合物；
步骤二，以与步骤一相同液相介质将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中；
步骤三，将步骤二的所述微波反应管置入微波反应装置中，微波辐照；
步骤四，微波辐照后，洗涤过滤微波混合物，收集滤膜；
步骤五，所得滤膜超声分散于有机溶剂中，离心分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；
步骤六，将步骤五所得的纳米片分散液过滤，收集滤膜，真空干燥获得纳米片粉末。
进一步地，所述层状材料为六方氮化硼(h-BN)，金属氧化物(TMOs，如三氧化钼(MoO3)，三氧化钨(WO3)，二氧化锰(MnO2)，α相五氧化二钒(α -V2O5))，过渡金属硫属化合物(TMDs，如二硫化钼(MoS2)，二硫化钨(WS2)，二硫化钛(TiS2)，二硫化锆(ZrS2)，二硫化钽(TaS2)，二硒化钼(MoSe2)，二硒化钨(WSe2)，二碲化钼(MoTe2)，二碲化钨(WTe2))，石墨相氮化碳(g-C3N4)，黑磷(BP)，金属有机骨架(MOFs，如Zn2(bim)4，Zn2(PdTCPP)，Co(C6H8O4)(H2O)，Co3(C6H8O4)2(OH)2，Zn7(C6H8O4)6(OH)2)，过渡金属碳化物/碳氮化物(MXenes，如Ti3C2，Nb2C，Ti4N3，V2C，Ta4C3，Ti3CN，Mo2TiC2)。
进一步地，所述液相介质的选取原则：
1)表面张力为35-45mN m-1(室温下)，与二维材料的表面能匹配，有利于均匀分散；
2)强极性，有利于强吸收电磁能，对于有机溶剂介电常数>25为宜，离子液体包含丰富的阴阳离子对而具备强离子导电特性，不作介电常数要求；
3)对于离子液体，阴离子须有含F，如PF6 -,BF4 -,在微波辐照下分解产生的HF有利于层状材料插层剥离；
4)液相介质还需具备微波辐照稳定性，尽可能的低粘度、小溶剂分子；微波辐照稳定性指液相介质在步骤三中的预定的最大微波功率以及最长的微波时间下微波辐照处理不分解；对于有机溶剂，预定的最大微波功率以及最长的微波时间为150W及80min；对于离子液体，预定的最大微波功率以及最长的微波时间为50W及40min。
优选地，所述液相介质包括四种离子液体，如1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(HMIMPF6)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(HMIMBF4)，所述液相介质还包括六种有机溶剂，如环己基吡咯烷酮(CHP)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、六甲基磷酰三胺(HMPA)。
上述液相介质的选取原则指导，可选择其他合适的液相介质，此处不可穷举。
进一步地，步骤三所述微波辐照，微波功率时间设置为20-50W/15-40min (对于所述液相介质为离子液体混合物)或者80-150W/20-80min、打开Power Max功能(对于所述液相介质为有机溶剂混合物)。
进一步的，权衡考虑纳米片产率和反应时间，对于所述液相介质为离子液体混合物，步骤三的微波参数设置为30-40W/20-30min；对于所述液相介质为有机溶剂混合物，步骤三的微波参数设置为100-140W/30-60min，并打开 Power Max功能。
进一步地，所述微波反应装置为单模微波合成系统。相较于较传统微波装置或者多模微波合成系统，单模微波合成系统电磁场空间分布均匀、分布重复性高、能耗低(传统微波装置或者多模微波合成系统通常为数百至千瓦特功率)，优选的，采用美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统。
进一步地，步骤一所述湿磨，采用玛瑙研钵，层状材料前驱体粉末量为 10-30mg，与液相介质的量为0.3-1mL，湿磨时间3-5min。
进一步地，步骤二所述洗涤，以同步骤一的液相介质将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,使最终混合物体积为3-5mL。
步骤二所述洗涤，对于离子液体混合物，须先转移至与所述微波反应管嵌套匹配的可溶性聚四氟乙烯(PFA)内衬管，以保护微波反应管免受离子液体在后续微波辐照中产生的氟化氢(HF)的腐蚀。
所述层状材料为易氧化的黑磷(BP)或过渡金属碳化物/碳氮化物 (MXenes，如Ti3C2，Nb2C，Ti4N3，V2C，Ta4C3，Ti3CN，Mo2TiC2)时，步骤一和步骤二须在手套箱中完成。
进一步地，步骤三所述微波辐照，在湿磨混合物中放入磁力搅拌子，设置高速搅拌。
进一步地，步骤三所述微波辐照，温度上限设置为95℃-170℃；优选地，考虑到各种液相介质的沸点和微波辐照稳定性，温度上限设置为170℃(离子液体)，140℃(CHP)，130℃(HMPA)，120℃(NMP，DMSO，EG)，95℃(DMF)。
进一步地，步骤四所述洗涤过滤微波混合物，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6-8mL，抽滤中以50-80mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯，收集滤膜。
进一步地，步骤五所述超声分散，将步骤四所得滤膜浸泡于盛有10-20mL 乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL。
进一步地，步骤五所述离心分离，以1500rpm-2000rpm转速，离心分离 20-30min，以此将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；优选地，根据扫描电子显微分析和原子力显微分析，对于片径80％-90％落在100-500nm以内的h-BN、Zn2(bim)4，离心参数采取 2000rpm/30min，其他所有层状材料，离心参数采取1500rpm/20min。
步骤五所述纳米片分散液，稀释至合适浓度后可直接用于扫描电子显微 (TEM)、原子力显微(AFM)分析剥离所得纳米片形貌。
上述纳米片厚度，以AFM图统计,80％-90％落在1-4nm范围内(h-BN除外)； h-BN纳米片厚度，80％-90％落在1-2nm范围内。
上述纳米片片径，以TEM/AFM图统计，80％-90％落在2-10μm(h-BN、 Zn2(bim)4除外)；h-BN、Zn2(bim)4纳米片片径，80％-90％落在100-500nm。
上述纳米片片径，相对于各自层状材料前驱体，剥离后片径缩减仅为 10％-20％。
步骤五所述纳米片分散液，可用于Raman图谱测试。
步骤五所述沉淀，以预先称重的干燥铝箔收集，置于真空干燥箱中，操作参数30-60℃/10-30h，以此反算出各种纳米片产率(即层状材料的剥离率)；优选地，操作参数40℃/20h。
上述纳米片产率，为30％-65％。
进一步地，步骤六所述过滤，将纳米片分散液以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50-80mL乙醇冲洗滤杯。
进一步地，步骤六所述真空干燥，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，获得纳米片粉末，操作参数为30-60℃/10-30h；优选地，操作参数 40℃/20h。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通用性，通过选取匹配的液相介质，此发明可扩展到其他层状材料的剥离；快速、高效；纳米片超薄、尺寸大且剥离尺寸缩减小；纳米片化学稳定性高；纳米片产率(剥离率)高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明所述的一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的机理示意图；
图2为本发明实施例1-2中h-BN纳米片的TEM图；
图3为本发明实施例5，6中BP纳米片的TEM图；
图4为本发明实施例7中MoO3、WO3、MnO2、纳米片的TEM图；
图5为本发明实施例8中MoS2、WS2、MoSe2纳米片的TEM图；
图6为本发明实施例3，4中g-C3N4纳米片的AFM图；
图7为本发明实施例7中MoO3、WO3纳米片的AFM图；
图8为本发明实施例8中MoS2、WS2、MoSe2纳米片的AFM图；
图9为本发明实施例9,10中Zn2(bim)4、Ti3C2纳米片的AFM图；
图10为本发明实施例1,8中(a)h-BN，(b)MoSe2，(c)WS2纳米片与其层状材料前驱体XRD对照谱图；
图11为本发明实施例5,8中(a)BP，(b)WS2纳米片分散液得出的Raman 谱图；
图12为本发明实施例1-10中纳米片产率的计算结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，机理示意图参见图1，包括“湿磨—微波辐照”两步，
S1，湿磨，将层状材料前驱体粉末与液相介质混合于研钵中湿磨，得到均匀分散的湿磨混合物，有利于后续微波能量吸收，
S2，微波辐照，液相介质分子在微波辐照作用下，产生极化旋转，从层状材料边缘持续插入，最终产生剥离。
实施例1
制备h-BN纳米片
将10mg的h-BN前驱体粉末与0.3mL的BMIMPF6混合于玛瑙研钵中，湿磨 3min；再以2.7mL的BMIMPF6将湿磨混合物洗涤转移至可溶性聚四氟乙烯(PFA) 内衬管中，再置于微波反应管中,最终混合物体积为3mL；在可溶性聚四氟乙烯(PFA)内衬管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为30W/30min，高速搅拌，温度上限设置为170℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯 (PTFE)滤膜，抽滤中以50mL无水乙醇(本实施例以及后面的实施例里面的乙醇均为无水乙醇)分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL 乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm处理30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中， 40℃/20h，获得纳米片粉末。
实施例2
制备h-BN纳米片
将10mg的h-BN前驱体粉末与0.3mL的DMF混合于玛瑙研钵中，湿磨3min；再以2.7mL的DMF将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为3mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为120W/45min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为95℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300 W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm处理30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
图2的TEM图，可见实施例1，2剥离的超薄h-BN纳米片，尺寸为100-500 nm；
图10的XRD图，可见实施例1剥离的h-BN纳米片具有化学稳定性；
由图12的纳米片产率，即以沉淀(分离的未剥离相)反算出产率(即剥离率)，计算方法下同，计算得到实施例1，2的产率值分别为33.2％，64.8％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例3
制备g-C3N4纳米片
将10mg的g-C3N4前驱体粉末与0.3mL的HMIMBF4混合于玛瑙研钵中，湿磨3min；再以2.7mL的HMIMBF4将湿磨混合物洗涤转移至可溶性聚四氟乙烯 (PFA)内衬管中，再置于微波反应管中,最终混合物体积为3mL；在可溶性聚四氟乙烯(PFA)内衬管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为30W/30min，高速搅拌，温度上限设置为170℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm 处理30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
实施例4
制备g-C3N4纳米片
将10mg的g-C3N4前驱体粉末与0.3mL的CHP混合于玛瑙研钵中，湿磨 3min；再以2.7mL的CHP将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为3mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为140W/30min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为 140℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm处理30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
图6的AFM图，得到实施例3，4中g-C3N4纳米片厚度2.5-3.5nm，尺度为数微米。
由图12的纳米片产率，实施例3，4中g-C3N4纳米片的产率值分别为30.2％，49.5％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例5
制备BP纳米片
将30mg的BP前驱体粉末与1mL的HMIMPF6混合于玛瑙研钵中，湿磨5min；再以4mL的HMIMPF6将湿磨混合物洗涤转移至可溶性聚四氟乙烯(PFA)内衬管中，再置于微波反应管中,最终混合物体积为5mL；以上操作在手套箱中完成；在可溶性聚四氟乙烯(PFA)内衬管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为40W/20min，高速搅拌，温度上限设置为170℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至8mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以80mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有20mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min (300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至 35mL，以1500rpm处理20min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
实施例6
制备BP纳米片
将30mg的BP前驱体粉末与1mL的NMP混合于玛瑙研钵中，湿磨5min；再以4mL的NMP将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为 5mL；以上操作在手套箱中完成；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为140W/30min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为120℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至8mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以 80mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有20mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL 的离心管中，乙醇稀释至35mL，以1500rpm/20min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL 乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
图3的TEM图，可见实施例5，6剥离的超薄BP纳米片，尺寸为数微米；
图11的Raman图，可见实施例5剥离的BP纳米片具有化学稳定性；
由图12的纳米片产率，实施例5，6中BP纳米片的产率值分别为36.5％， 54.8％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例7
制备金属氧化物(TMOs，三氧化钼(MoO3)或，三氧化钨(WO3)或，二氧化锰(MnO2)或，α相五氧化二钒(α-V2O5))纳米片
将20mg的TMOs前驱体粉末与0.6mL的BMIMBF4混合于玛瑙研钵中，湿磨 4min；再以3.4mL的BMIMBF4将湿磨混合物洗涤转移至可溶性聚四氟乙烯(PFA) 内衬管中，再置于微波反应管中,最终混合物体积为4mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的 Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为20W/40min，高速搅拌，温度上限设置为170℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至7mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以60mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有15mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以1500rpm/20min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃ /20h，获得纳米片粉末。
三氧化钼(MoO3)或，三氧化钨(WO3)或，二氧化锰(MnO2)或，α相五氧化二钒(α-V2O5)的比例以及反应条件都与制备TMOs纳米片相同，此处不再赘述。
图4的TEM图，可见实施例7剥离的超薄TMOs纳米片，尺寸为数微米；
图7的AFM图，可见实施例7剥离的TMOs纳米片厚度为3.5-4.5nm，尺寸为数微米；
由图12的纳米片产率，实施例7中MnO2纳米片产率为40.2％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例8
制备过渡金属硫属化合物(TMDs，二硫化钼(MoS2)或，二硫化钨(WS2) 或，二硫化钛(TiS2)或，二硫化锆(ZrS2)或，二硫化钽(TaS2)或，二硒化钼(MoSe2)或，二硒化钨(WSe2)或，二碲化钼(MoTe2)或，二碲化钨(WTe2)) 纳米片
将20mg的TMDs前驱体粉末与0.6mL的HMPA混合于玛瑙研钵中，湿磨 4min；再以3.4mL的HMPA将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为4mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的DiscoverSP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为100W/60min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为130℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至7mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以60mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有15mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以1500rpm/20min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
二硫化钼(MoS2)或，二硫化钨(WS2)或，二硫化钛(TiS2)或，二硫化锆(ZrS2)或，二硫化钽(TaS2)或，二硒化钼(MoSe2)或，二硒化钨(WSe2) 或，二碲化钼(MoTe2)或，二碲化钨(WTe2)的比例以及反应条件都与制备 TMDs纳米片相同，此处不再赘述。
图5的TEM图，可见实施例8剥离的超薄TMDs纳米片，尺寸为数微米；
图8的AFM图，可见实施例8剥离的TMDs纳米片厚度为2.5-3.5nm，尺寸为数微米。
图10的XRD图、图11的Raman图，可见实施例8剥离的TDMs纳米片，具有化学稳定性；
由图12的纳米片产率，实施例8中ZrS2纳米片产率为52.1％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例9
制备金属有机骨架(MOFs，Zn2(bim)4或，Zn2(PdTCPP)或，Co(C6H8O4)(H2O) 或，Co3(C6H8O4)2(OH)2或，Zn7(C6H8O4)6(OH)2)纳米片
将10mg的MOFs前驱体粉末与0.3mL的EG混合于玛瑙研钵中，湿磨3min；再以2.7mL的EG将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为 3mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的Discover SP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为100W/60min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为120℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300 W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm/30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
Zn2(bim)4或，Zn2(PdTCPP)或，Co(C6H8O4)(H2O)或，Co3(C6H8O4)2(OH)2或， Zn7(C6H8O4)6(OH)2的比例以及反应条件都与制备MOFs纳米片相同，此处不再赘述。
图9的AFM图，可见实施例9剥离的Zn2(bim)4纳米片厚度<3nm，尺寸为数百纳米；
由图12的纳米片产率，实施例9剥离的Zn2(PdTCPP)纳米片产率为30.4％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例10
制备过渡金属碳化物/碳氮化物(MXenes，如Ti3C2，Nb2C，Ti4N3，V2C，Ta4C3， Ti3CN，Mo2TiC2)纳米片
将10mg的MXenes前驱体粉末与0.3mL的DMSO混合于玛瑙研钵中，湿磨 3min；再以2.7mL的DMSO将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中,最终混合物体积为3mL；在微波反应管中加入配套的磁力搅拌子，并将其放置入微波反应装置(美国CEM公司生产的DiscoverSP环形聚焦单模微波合成系统)，微波参数设置为100W/60min，Power Max功能打开，高速搅拌，温度上限设置为120℃。微波辐照后，以二甲基亚砜(DMSO)稀释混合物至6mL，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯；将所得滤膜浸泡于盛有10mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min(300W/常温)，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL，以2000rpm/30min，将纳米片和未剥离相分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；所得纳米片分散液再次以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，抽滤中以50mL乙醇冲洗滤杯，将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，40℃/20h，获得纳米片粉末。
图9的AFM图，可见实施例10剥离的Ti3C2纳米片厚度2-3nm，尺寸为数微米；
由图12的纳米片产率，实施例10剥离的Nb2C纳米片产率为34.7％，高于传统液相剥离10％-20％的产率。
实施例小结
上述实施例，涵盖七类、数十种二维材料的剥离，具有普适性；
上述实施例，纳米片剥离耗时<60min，远低于传统液相剥离方法数小时、数十小时，耗时短；
上述实施例获得纳米片厚度，以AFM图统计,80％-90％落在1-4nm范围内 (h-BN除外)；h-BN纳米片厚度，80％-90％落在1-2nm范围内，厚度薄；
上述实施例获得纳米片片径，以TEM/AFM图统计，除了前驱体本征尺寸 <1μm的h-BN、Zn2(bim)4(纳米片片径80％-90％落在100-500nm)，其余二维材料剥离得到的纳米片片径80％-90％落在2-10μm，尺寸大，且相对于各自层状材料前驱体，剥离后片径缩减仅为10％-20％。
上述实施例获得的纳米片，经XRD、Raman表征，可确定良好的化学稳定性；
上述实施例纳米片产率，为30％-65％，高于传统液相剥离方法10-20％的产率。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (18)

1.一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将层状材料前驱体粉末与液相介质混合于研钵中湿磨，得到湿磨混合物；
步骤二，以与步骤一相同液相介质将湿磨混合物洗涤转移至微波反应管中；
步骤三，将步骤二的所述微波反应管置入微波反应装置中，微波辐照；
步骤四，微波辐照后，洗涤过滤微波混合物，收集滤膜；
步骤五，步骤四所得滤膜超声分散于有机溶剂中，离心分离，上层清液为纳米片分散液，沉淀为分离的未剥离相；
步骤六，将步骤五所得的纳米片分散液过滤，收集滤膜，真空干燥获得纳米片粉末。
2.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，其特征在于，所述层状材料选自六方氮化硼、金属氧化物、过渡金属硫属化合物、石墨相氮化碳、黑磷、金属有机骨架、过渡金属碳化物/碳氮化物其中之一。
3.根据权利要求2所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，其特征在于，所述步骤一中所述液相介质为具有下述性质的液体：
1)室温下表面张力为35-45mN m-1；
2)介电常数>25的有机溶剂；或离子液体，对于离子液体不作介电常数要求的；
3)所述离子液体的阴离子含F；
4)液相介质具备微波辐照稳定性，微波辐照稳定性指液相介质在步骤三中的预定的最大微波功率以及最长的微波时间下微波辐照处理不分解；对于有机溶剂，预定的最大微波功率以及最长的微波时间为150W及80min；对于离子液体，预定的最大微波功率以及最长的微波时间为50W及40min。
4.根据权利要求3所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，其特征在于，所述液相介质包括四种离子液体，分别为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；所述液相介质还包括六种有机溶剂，分别为环己基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、六甲基磷酰三胺。
5.根据权利要求3所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，当所述液相介质为离子液体时，在所述步骤三中，微波功率时间为20-50W/15-40min；或者，当所述液相介质为有机溶剂时，在所述步骤三中，微波功率时间为80-150W/20-80min、打开Power Max功能。
6.根据权利要求5所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，当所述液相介质为离子液体混合物时，在所述步骤三中，微波参数设置为30-40W/20-30min；或者，当所述液相介质为有机溶剂混合物，在所述步骤三中，微波参数设置为100-140W/30-60min，并打开Power Max功能。
7.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于,所述步骤一中，所述研钵为玛瑙研钵，所述层状材料前驱体粉末为10-30mg，所述液相介质为0.3-1mL，湿磨时间为3-5min。
8.根据权利要求3所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于,所述步骤二中，转移至所述微波反应管中的最终混合物体积为3-5mL。
9.根据权利要求8所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法，其特征在于，所述液相介质为离子液体时，最终混合物先转移至与所述微波反应管嵌套匹配的可溶性聚四氟乙烯内衬管，以保护微波反应管免受离子液体在后续微波辐照中产生的氟化氢的腐蚀。
10.根据权利要求2所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于,所述层状材料为黑磷或过渡金属碳化物/碳氮化物时，所述步骤一和步骤二在手套箱中完成。
11.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于,所述步骤三中所述微波反应装置为单模微波合成系统。
12.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤三微波辐照同时，在微波反应管中放入磁力搅拌子，设置高速搅拌。
13.根据权利要求1或5所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤三中，微波辐照的温度上限设置为95℃-170℃。
14.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤四中，以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯滤膜，以二甲基亚砜稀释混合物至6-8mL，抽滤中以50-80mL乙醇分别冲洗微波反应管、滤杯。
15.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤五所述的超声分散是将所得滤膜浸泡于盛有10-20mL乙醇的烧杯中，以超声浴锅处理5min，超声浴锅功率及温度设置为300W/常温，所得均匀分散液洗涤转移至50mL的离心管中，乙醇稀释至35mL。
16.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤五所述的离心分离是以1500rpm-2000rpm转速，离心分离20-30min。
17.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤六所述的过滤是将纳米片分散液以玻璃砂芯过滤装置抽滤，采用聚四氟乙烯滤膜，抽滤中以50-80mL乙醇冲洗滤杯。
18.根据权利要求1所述的微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法,其特征在于，所述步骤六所述的真空干燥，是将所得滤膜置于铝箔上，置于真空干燥箱中，真空干燥箱操作参数为30-60℃/10-30h。
CN201810902846.2A 2018-08-09 2018-08-09 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法 Active CN109205578B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810902846.2A CN109205578B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810902846.2A CN109205578B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109205578A true CN109205578A (zh) 2019-01-15
CN109205578B CN109205578B (zh) 2021-07-13

Family

ID=64988355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810902846.2A Active CN109205578B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109205578B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109734060A (zh) * 2019-02-18 2019-05-10 东南大学 氮化碳纳米材料及其制备方法和应用
CN110064428A (zh) * 2019-05-30 2019-07-30 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种g-C3N4/石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN110387049A (zh) * 2019-07-01 2019-10-29 浙江大学 一种二维金属有机框架纳米片的制备方法和应用
CN110642234A (zh) * 2019-11-13 2020-01-03 成都理工大学 一种纳米须状氮化硼氧化物的制备方法
CN110833865A (zh) * 2019-11-21 2020-02-25 山东大学 一种产生单线态氧的高稳定性催化膜的制备方法
CN111411010A (zh) * 2020-04-08 2020-07-14 扬州大学 一种ws2纳米片基润滑脂及其制备方法
CN111717936A (zh) * 2020-08-07 2020-09-29 上海应用技术大学 一种微波插层制备wo3纳米片的方法
CN111807335A (zh) * 2020-07-08 2020-10-23 陕西科技大学 一种微波辅助制备氮化硼纳米片的方法
CN111908434A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 北京理工大学 一种过渡金属硫族化合物纳米片水相分散液的制备方法
CN112289988A (zh) * 2020-09-30 2021-01-29 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其制备方法、应用
CN112442186A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 中国科学院大连化学物理研究所 金属有机框架Mn-MOF单晶材料及纳米片与制备和应用
CN112499684A (zh) * 2020-12-04 2021-03-16 合肥工业大学 一种基于离子斥力作用分散剥离多层wo3纳米片的方法
CN112717973A (zh) * 2020-11-16 2021-04-30 中北大学 一种微波水热法制备棒状g-C3N4纳米片的方法及应用
CN113368877A (zh) * 2021-05-06 2021-09-10 西安交通大学 一种石墨烯/硫化钼/氧化钼异质结构催化剂的微波制备方法及应用
CN113527998A (zh) * 2021-08-12 2021-10-22 青岛金芳华新型建材科技有限公司 一种阻燃聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN113552196A (zh) * 2021-08-20 2021-10-26 辽宁大学 少层MXene-离子液体液滴修饰电极及其制备方法和在检测苏丹红中的应用
CN114956178A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 湖南大学 一种二维层状材料的电化学剥离方法
CN115041027A (zh) * 2022-06-13 2022-09-13 成都理工大学 一种双重调控的二维MXene复合膜及其制备方法
CN115159478A (zh) * 2022-06-17 2022-10-11 河海大学 一种宏量制备超薄多孔石墨相氮化碳纳米片的方法
CN115282786A (zh) * 2022-01-21 2022-11-04 浙江师范大学 一种MXene改性的复合分离膜及其制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104118865A (zh) * 2014-05-09 2014-10-29 湖北大学 基于离子液晶剥离石墨制备石墨烯的方法
KR20170043350A (ko) * 2015-10-13 2017-04-21 한국과학기술연구원 연속적인 전단응력과 유체충돌방식을 이용한 층상 구조 물질의 판상형 나노시트의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104118865A (zh) * 2014-05-09 2014-10-29 湖北大学 基于离子液晶剥离石墨制备石墨烯的方法
KR20170043350A (ko) * 2015-10-13 2017-04-21 한국과학기술연구원 연속적인 전단응력과 유체충돌방식을 이용한 층상 구조 물질의 판상형 나노시트의 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHIO MATSUMOTO等: ""Ultrahigh-throughput exfoliation of graphite into pristine ‘single-layer’ graphene using microwaves and molecularly engineered ionic liquids"", 《NATURE CHEMISTRY》 *
ZHEN LIU等: ""Solvo-thermal microwave-powered two-dimensional materials exfoliation"", 《CHEMCOMM》 *

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109734060B (zh) * 2019-02-18 2020-12-25 东南大学 氮化碳纳米材料及其制备方法和应用
CN109734060A (zh) * 2019-02-18 2019-05-10 东南大学 氮化碳纳米材料及其制备方法和应用
CN110064428A (zh) * 2019-05-30 2019-07-30 宁波石墨烯创新中心有限公司 一种g-C3N4/石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN110387049A (zh) * 2019-07-01 2019-10-29 浙江大学 一种二维金属有机框架纳米片的制备方法和应用
WO2021000422A1 (zh) * 2019-07-01 2021-01-07 浙江大学 一种二维金属有机框架纳米片的制备方法和应用
CN112442186B (zh) * 2019-09-04 2021-08-10 中国科学院大连化学物理研究所 金属有机框架Mn-MOF单晶材料及纳米片与制备和应用
CN112442186A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 中国科学院大连化学物理研究所 金属有机框架Mn-MOF单晶材料及纳米片与制备和应用
CN110642234A (zh) * 2019-11-13 2020-01-03 成都理工大学 一种纳米须状氮化硼氧化物的制备方法
CN110833865A (zh) * 2019-11-21 2020-02-25 山东大学 一种产生单线态氧的高稳定性催化膜的制备方法
CN111411010A (zh) * 2020-04-08 2020-07-14 扬州大学 一种ws2纳米片基润滑脂及其制备方法
CN111411010B (zh) * 2020-04-08 2022-03-15 扬州大学 一种ws2纳米片基润滑脂及其制备方法
CN111807335A (zh) * 2020-07-08 2020-10-23 陕西科技大学 一种微波辅助制备氮化硼纳米片的方法
CN111807335B (zh) * 2020-07-08 2023-01-31 陕西科技大学 一种微波辅助制备氮化硼纳米片的方法
CN111908434A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 北京理工大学 一种过渡金属硫族化合物纳米片水相分散液的制备方法
CN111908434B (zh) * 2020-07-16 2023-08-18 北京理工大学 一种过渡金属硫族化合物纳米片水相分散液的制备方法
CN111717936A (zh) * 2020-08-07 2020-09-29 上海应用技术大学 一种微波插层制备wo3纳米片的方法
CN112289988A (zh) * 2020-09-30 2021-01-29 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其制备方法、应用
CN112717973A (zh) * 2020-11-16 2021-04-30 中北大学 一种微波水热法制备棒状g-C3N4纳米片的方法及应用
CN112499684A (zh) * 2020-12-04 2021-03-16 合肥工业大学 一种基于离子斥力作用分散剥离多层wo3纳米片的方法
CN113368877B (zh) * 2021-05-06 2022-10-25 西安交通大学 一种石墨烯/硫化钼/氧化钼异质结构催化剂的微波制备方法及应用
CN113368877A (zh) * 2021-05-06 2021-09-10 西安交通大学 一种石墨烯/硫化钼/氧化钼异质结构催化剂的微波制备方法及应用
CN113527998A (zh) * 2021-08-12 2021-10-22 青岛金芳华新型建材科技有限公司 一种阻燃聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN113552196A (zh) * 2021-08-20 2021-10-26 辽宁大学 少层MXene-离子液体液滴修饰电极及其制备方法和在检测苏丹红中的应用
CN115282786A (zh) * 2022-01-21 2022-11-04 浙江师范大学 一种MXene改性的复合分离膜及其制备方法与应用
CN115282786B (zh) * 2022-01-21 2023-12-08 浙江师范大学 一种MXene改性的复合分离膜及其制备方法与应用
CN114956178A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 湖南大学 一种二维层状材料的电化学剥离方法
CN114956178B (zh) * 2022-04-08 2023-08-08 湖南大学 一种二维层状材料的电化学剥离方法
CN115041027A (zh) * 2022-06-13 2022-09-13 成都理工大学 一种双重调控的二维MXene复合膜及其制备方法
CN115159478A (zh) * 2022-06-17 2022-10-11 河海大学 一种宏量制备超薄多孔石墨相氮化碳纳米片的方法
CN115159478B (zh) * 2022-06-17 2023-09-08 河海大学 一种宏量制备超薄多孔石墨相氮化碳纳米片的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109205578B (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109205578A (zh) 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法
Dar et al. Controlled synthesis of TiO 2 nanoparticles and nanospheres using a microwave assisted approach for their application in dye-sensitized solar cells
CN107486110A (zh) 一种高效降解亚甲基蓝的方法
CN109095462A (zh) 一种石墨烯及其制备方法和应用
CN105931854B (zh) 一种超级电容器用镍钴双氢氧化物/含氮碳纳米角复合材料及其制备方法
CN105502342A (zh) 一种以多巴胺为碳源制备纳米空心碳球的方法
CN101698937B (zh) 一种柱状单晶纳米氧化钛阵列薄膜的制备方法
CN107915853A (zh) 一种纳米纤维素/石墨烯复合柔性薄膜及其制备方法与应用
CN108529679B (zh) 一种通过多元醇剥离制备二硫化钼纳米片的方法
CN101423254B (zh) 一种正交相三氧化钼纳米线的制备方法
WO2004037720A1 (ja) カーボンナノチューブとイオン性液体とから成るゲル状組成物とその製造方法
CN107651708A (zh) 一种微波水热制备1T@2H‑MoS2的方法
CN101817548A (zh) 一种氧化锌空心球的制备方法
CN102133645B (zh) 一种环境友好的微米级三角形银片的制备方法
CN102324502A (zh) 一种花状二氧化锡与石墨烯复合材料的制备方法
CN107123555A (zh) 一种金属氢氧化物中空纳米管及其制备方法和应用
CN107244697A (zh) 一种单层二硫化钼纳米片的制备方法
CN107055496A (zh) 一种磷烯的宏量制备方法
CN104692363A (zh) 一种超重力法制备石墨烯的方法
CN109650454A (zh) 一种微波辅助合成w18o49纳米材料的方法
CN104370303A (zh) 一种倍率性能良好的钛酸锂的制备方法
CN104118865B (zh) 基于离子液晶剥离石墨制备石墨烯的方法
JP2005235757A (ja) 金属酸化物電極膜および色素増感型太陽電池
CN111410230A (zh) 石墨烯/二硫化钼复合材料及其液相制备方法
CN108529607B (zh) 一种石墨烯的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant