CN111204728B - 超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，步骤如下：1）将离子液体分散于溶剂中，得到剥离溶液；所述离子液体的阳离子为咪唑类或季铵类阳离子，阴离子为卤素阴离子、硫酸氢根离子、醋酸根离子、氟酸根离子或硼酸根离子中的至少一种；2）将钒磷氧复合金属氧化物分散到步骤（1）剥离溶液中，超声、离心得到超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶。该方法利用离子液体剥离制备出分散性好，晶面裸露充分，小尺寸（8~15nm）的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶，克服了传统二维钒磷氧材料液相剥离不充分，剥离手段复杂，分散性低，剥离后重聚等问题，得到的二维纳米片晶材料具备广泛的应用前景。

Description

超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法
技术领域
本发明涉及化学化工领域，具体涉及一种超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法。
背景技术
二维纳米材料因为其独特的表面物理化学性质及量子尺寸效应，表现出超高的载流子迁移率、良好的热导率等优势，被广泛的报道和应用。钒磷氧复合金属氧化物材料具有独特的晶体结构，电磁性质和较高的氧化还原催化活性，在催化、电化学、能源化工等领域已得到高度重视。液相剥离是制备二维纳米材料最传统和简易的办法，主要使用二甲基亚砜、醇类、叔丁基锂等做剥离溶剂，其存在剥离不充分，易重聚，剥离剂危险不绿色，剥离手段复杂等问题。区别于石墨烯，氮化硼，黑磷，金属硫化物等层间为较弱的范德华作用力的材料，钒磷氧复合金属氧化物其特殊的结构，其主体层板结构主要由[VO6]八面体与[PO4]四面体连接而成，层间为较强氢键作用或静电作用力，在剥离制备的过程中需要进一步的调控剥离手段，在维持层板的物性结构的同时实现二维纳米材料剥离制备。
发明内容
本发明提出了一种超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，利用离子液体剥离制备二维纳米材料，能够克服传统溶剂剥离方法存在的剥离不充分、剥离易重聚、剥离剂污染不绿色和剥离手段复杂等问题。从分子结构出发实现对二维功能纳米材料的构筑与高效制备是研究的重点及难点，以层状VOPO4∙2H2O为例，其分子结构上下层板之间由水分子形成较强氢键作用维持其层板结构。我们提出引入功能离子液体破坏其层间较强的水合氢键作用实现二维纳米材料的剥离制备策略，并调变了离子液体的不同阴阳离子、链长、亲疏水等，探究不同离子液体对二维纳米片晶尺寸的调控作用。研究表明，离子液体能够实现钒磷氧复合金属氧化物的物理化学剥离，得到高分散，晶面裸露充分的超薄二维纳米片晶材料。
实现本发明的技术方案是：
一种超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，步骤如下：
（1）将离子液体分散于溶剂中，得到剥离溶液；所述离子液体的阳离子为咪唑类或季铵类阳离子，阴离子为卤素阴离子、硫酸氢根离子、醋酸根离子、氟酸根离子或硼酸根离子中的至少一种；所述溶剂为二甲基亚砜、丙酮、石油醚、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基甲酰胺或二氯甲烷中的至少一种；
（2）将钒磷氧复合金属氧化物分散到步骤（1）剥离溶液中，超声、离心得到超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶。
所述步骤（1）中离子液体的阳离子为咪唑类或季铵类阳离子，阴离子为卤素阴离子、硫酸氢根离子、醋酸根离子、氟酸根离子或硼酸根离子中的至少一种。
所述咪唑类阳离子为1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]+)、十四烷基-3-甲基咪唑([TEMIM]+)、癸基-3-甲基咪唑([DEMIM]+)、1-乙基-3-甲基咪唑([EMIM]+)、1-辛基-3-甲基咪唑([OMIM]+)；季铵类阳离子为四丁基胺([TBA]+)、十六烷基三甲基胺([CTA]+)、磺酸丁基三乙胺([TEBA]+)中的至少一种。
具体地，所述离子液体含有丰富的氢键网络体系，能够形成独特的场效应，调变材料的结构，为[BMIM]Br、[EMIM]AC、[TEMIM]Br、[BMIM]Cl、[BMIM]BF4、[BMIM]PF6、[BMIM](CF3SO2)2N、[OMIM]Br、[BMIM]HSO4、[EMIM]Br、[TBA]Br、[CTA]Br和[TEBA]Cl中的至少一种。更优选地，离子液体为[EMIM]AC、、[BMIM]BF4、[OMIM]Br、[BMIM]Br中的至少一种。
离子液体的粘度及密度大，直接用于二维材料的制备会出现分离困难，材料分散性差，原料浪费等问题，并不适合单独作为剥离剂。优选地，将离子液体分散在廉价常用的溶剂中制备成剥离溶液，既能保证离子液体良好的分散，又能维持离子液体独特的物性，实现高效的二维材料剥离制备的同时，又具有良好的经济适用性。
所述步骤（1）中溶剂为二甲基亚砜、丙酮、石油醚、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基甲酰胺或二氯甲烷中的至少一种，优选地，溶剂为二甲基亚砜，二氯甲烷，N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
特别的，[EMIM]AC、[BMIM]BF4、[OMIM]Br 分散在非极性二甲基亚砜中不会发生胶束聚集，离子液体分层析出等问题，并且不会破坏二维钒磷氧材料层板的结构及物种。
离子液体的制备方法为现有技术，本领域技术人员可参照现有技术公开的方法进行制备或直接购买。
复合金属氧化物的制备方法为现有技术，本领域技术人员可参照现有技术公开的方法进行制备，以VOPO4∙2H2O为例，可参照以下方法制备：
称取4.8g V2O5于三颈烧瓶中，再加入26.6 mL 85%的浓磷酸，最后加入115.4 mL的去离子水，冷却回流油浴110℃加热16 h。冷却至室温后抽滤得到绿色粉末，先后用去离子水，酒精各清洗两遍，真空干燥箱110℃充分干燥48 h，收集固体粉末密封保存。
所述步骤（1）中离子液体与溶剂的质量比为（1~5）：50。所述步骤（2）中钒磷氧复合金属氧化物为二水合磷酸氧钒(VOPO4∙2H2O)、半水合磷酸氢氧钒(VOHPO4∙0.5H2O)、磷酸氧钒(VOPO4)、焦磷酸氧钒((VO)2P2O7)中的至少一种。
所述钒磷氧复合金属氧化物与离子液体的质量比为（0.5~5）：10，混合的方式为：先将复合金属氧化物加入离心管内，再加入剥离溶液。
所述步骤（2）中超声可采用水浴超声，尖端探针超声中的至少一种方法，超声功率为100~300 W，超声时间1~4 h，温度为室温；冷冻干燥处理方法为液氮降温，时间为24~48h。
所述步骤（2）中离心分为低速离心和高速离心两个过程，低速离心转速为2000~5000 r/min，离心时间30~60 min，取上层清液再进行高速冷冻离心，高速离心转速为10000~15000 r/min，温度设置15~20℃，离心时间为30~60 min，倾倒清液，沉淀加入丙酮震荡分散，重复高速离心步骤1~2次。
所述超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶分散性好，晶面裸露充分，晶格条纹清晰，能够得到平均尺寸在8~15 nm 的规整的二维纳米圆片结构。
本发明的有益效果是：
（1）利用离子液体剥离制备得到了高分散，晶面裸露充分的小尺寸单片层超薄二维纳米钒磷氧复合金属氧化物片晶。
（2）进行离子液体功能化设计，调变了离子液体的阴阳离子、链长、亲疏水性等，探究不同离子液体对二维纳米片晶尺寸的调控作用。
（3）实现了层间由较强氢键或静电作用力作用的复合金属氧化物的物理化学剥离，剥离得到的二维纳米材料不易发生重聚。
（4）相比传统的溶剂液相剥离，本发明选取绿色廉价的离子液体作为剥离剂，剥离效果显著，成本低，剥离剂环保绿色。
（5）相比传统的液相机械切割剥离方法，本发明操作简单，能耗少，效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的HETEM图；
图2为实施例2制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的HETEM图；
图3为实施例3制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的HETEM图；
图4为实施例4制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的HETEM图；
图5为制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的XRD图；
图6为制备的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶的Raman光谱图；
图7为实施例5制备的二维VOHPO4∙0.5H2O的SEM图；
图8为实施例6制备的二维VOHPO4∙0.5H2O的SEM图；
图9为对比例1制备的层状VOPO4∙2H2O的HETEM图；
图10为对比例1制备的层状VOPO4∙2H2O的SEM图；
图11为对比例2制备的玫瑰花状VOHPO4∙0.5H2O的SEM图；
图12为对比例3制备的样品的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
剥离制备方法：
将1 g [EMIM]AC与45 mL二甲基亚砜，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有100 mgVOPO4∙2H2O的50 mL的离心管内，进行探针尖端超声4 h，超声功率200 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速3000 r/min离心30 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率10000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，10000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥48 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入微栅铜网，高分辨透射显微镜(HETEM)对其形貌及尺寸进行检测，取高速离心固体研细进行X-射线粉末衍射(XRD)分析其晶体学结构，及拉曼光谱(Raman)分析分子结构。
制备得到的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶HETEM见图1，XRD见图5，Raman光谱见图6。
实施例2
剥离制备方法：
将1 g [BMIM]BF4与45 mL二甲基亚砜，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有100mg VOPO4∙2H2O的50 mL的离心管内，进行探针尖端超声4 h，超声功率200 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速3000 r/min离心30 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率10000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，10000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥48 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入微栅铜网，HETEM对其形貌及尺寸进行检测，取高速离心固体研细进行XRD分析其晶体学结构，及Raman分析分子结构。
制备得到的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶，HETEM图见图2，XRD图见图5，Raman光谱图见图6。
实施例3
剥离制备方法：
将1 g [OMIM]Br与45 mL二甲基亚砜，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有100 mgVOPO4∙2H2O的50 mL的离心管内，进行探针尖端超声4 h，超声功率200 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速3000 r/min离心30 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率10000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，10000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥48 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入微栅铜网，HETEM对其形貌及尺寸进行检测，取高速离心固体研细进行XRD分析其晶体学结构，及Raman分析分子结构。
制备得到的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶，HETEM图见图3，XRD图见图5，Raman光谱图见图6。
实施例4
剥离制备方法：
将1 g [BMIM]Br与45 mL二甲基亚砜，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有100 mgVOPO4∙2H2O的50 mL的离心管内，进行探针尖端超声1 h，超声功率200 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速3000 r/min离心30 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率10000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，10000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥48 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入微栅铜网，HETEM对其形貌及尺寸进行检测，取高速离心固体研细进行XRD分析其晶体学结构，及Raman分析分子结构。
制备得到的超薄二维纳米复合金属氧化物片晶，HETEM图见图4，XRD图见图5，Raman光谱图见图6。
实施例5
剥离制备方法：
将5 g [TBA]Br与50 mL二甲基亚砜，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有250 mgVOHPO4∙0.5H2O的100 mL的离心管内，进行探针尖端超声1 h，超声功率300 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速5000 r/min离心30 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率15000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，15000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥24 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入洁净铝箔，SEM对其形貌及尺寸进行检测。剥离得到的SEM扫描图见图7。
实施例6
剥离制备方法：
将1 g [BMIM]PF6与45 mL二氯甲烷，震荡混合配备成剥离溶剂，倒入盛有500 mgVOHPO4∙0.5H2O的50 mL的离心管内，进行探针尖端超声3 h，超声功率100 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速2000 r/min离心60 min，取部分上层清液备用，将上清液进一步高速离心，速率12000 r/min，离心60 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，12000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥36 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入洁净铝箔，SEM对其形貌及尺寸进行检测。剥离得到的SEM扫描图见图8。
对比例1
层状VOPO4∙2H2O制备方法：
称取4.8g V2O5于三颈烧瓶中，再加入26.6 mL 85%的浓磷酸，最后加入115.4 mL的去离子水，冷却回流油浴110℃加热16 h。冷却至室温后抽滤得到绿色粉末，先后用去离子水，酒精各清洗两遍，真空干燥箱110℃充分干燥48 h，收集固体粉末密封保存。
检测：
取少量粉末分散于丙酮之中，水浴超声30 min钟，滴入微栅铜网，HETEM对其形貌及尺寸进行检测，取上层清液，滴入洁净铝箔，SEM对其形貌及尺寸进行检测。固体研细进(XRD分析其晶体学结构，及Raman分析分子结构。
HETEM图见图9，SEM图见图10，XRD图见图5，Raman光谱图见图6。
对比例2
玫瑰花状VOHPO4∙0.5H2O制备方法：
称取4.54 g V2O5置于250 mL的三口烧瓶中，加入40 mL异丁醇和10 mL苯甲醇的混合液，机械搅拌混合均匀，135℃条件下回流3 h后降温至70℃。缓慢滴加3.61 mL 85%的H3PO4，并升温至135℃温度下继续回流16 h。冷却至室温后抽滤得到淡蓝色粉末，先后用去离子水，酒精各清洗两遍，真空干燥箱110℃充分干燥48 h，收集固体粉末密封保存。
检测：
取少量粉末分散于丙酮之中，水浴超声30 min，取上层清液，滴入洁净铝箔，SEM对其形貌及尺寸进行检测。
SEM图见图11。
对比例3
剥离制备方法：
称取100 mg VOPO4∙2H2O置于50 mL的离心管内，加入45 mL二甲基亚砜，震荡混合，探针尖端超声4 h，超声功率200 W，超声程序设置间隔2 s开/关，溶液温度接冷却回流水或冰水浴降温，温度控制在室温，防止剥离剂过热或溶剂挥发。将超声剥离好的溶液首先低速3000 r/min离心30 min，取部分上清液备用，将上清液进一步高速离心，速率10000 r/min，离心30 min，倾倒上清液，加入丙酮，震荡重新分散，10000 r/min高速离心30 min，再重复一次，目的清洗固体表面残余的剥离剂。将清洗后的固体进行冷冻干燥48 h。
检测：
取低速离心上层清液，滴入洁净铝箔，SEM对其形貌及尺寸进行检测。剥离得到的SEM扫描图见图12。
从对比例1中的高分辨透射显微镜图和扫描电镜图中可以看到，制备得到的二水合磷酸氧钒呈现规整的圆层或块状结构，二维层结构清晰，片层尺寸>10 μm。对比例2制备得到半水合磷酸氢氧钒，其呈现较为规整的玫瑰花状，玫瑰花苞直径>5 μm，以结晶核为中心，单片层纵向交叉紧密生长成三维结构。对比例3中选用分散剂二甲基亚砜进行对比，可以看到在二甲基亚砜溶剂中，二水合磷酸氧钒的层状结构仍然存在，但是出现边沿层状脱落或掀起的状态，表明二甲基亚砜对剥离效果有一定的作用，但是并不充分。对比实施例5、6和对比例2的扫描电镜图，可以看到，在经过离子液体[TBA]Br和[BMIM]PF6的剥离之后，紧密的半水合磷酸氧钒的玫瑰花状结构坍塌，分散成二维层状结构，说明离子液体能够破坏其层间的作用力，使其原有结构发生转变，剥离成二维片层结构。
从实施例1、2、3、4的高分辨透射显微镜图，可以看到离子液体也均能够对二水合磷酸氧钒表现出良好的剥离效果，剥离以后可以观察到单个圆形的晶面，且整个二维片层均表现为结晶态，分散性好，得到的晶面裸露充分，晶格条纹清晰可辨。在实施例中，实施例1的[EMIM]AC表现出最佳的剥离效果，得到平均尺寸为8.22 nm的超薄二维纳米片晶。对比实施例3和4，可以看到当离子液体的阴离子基均为卤素Br-时，统计得到，阳离子基为[OMIM]+，[BMIM]+剥离得到的二维纳米片尺寸平均分别为14.89 nm，72.24 nm。分析可知阳离子基侧链链长的增长会使得剥离的尺寸变小，侧链的增长其稳定化能也会变大，在二维纳米材料的制备过程中表现出更强的横向作用力，使得二维片层的尺寸变小。对比实施例2和4，可以看到当离子液体的阳离子基均为[BMIM]+时，阴离子基为BF4 -的剥离效果要远优于Br-，平均尺寸为10.18 nm，得到小尺寸，高分散，晶面充分裸露的二维纳米片晶。实验得知，阴离子对剥离效果的影响作用更大，阴离子能够与复合金属氧化物层间的水形成较强的氢键作用，作用于结构内部，使得纵向的剥离作用力更强。
图5表示的是部分实施例和对比例剥离后固体材料的XRD图，可以看到除实施例1外，均在2θ=12.00°附近出现VOPO4∙2H2O (PDF#36-1472) 的(001)面典型特征峰，但是实施例剥离后得到的材料在29.07°，29.70°附近出现两个明显的特征峰，其可以归属于VOPO4 (PDF#34-1247) 的(111)和(200)，并且观察到这两个特征峰会向左发生小角度的偏移，出现晶格膨胀，这与其他文献报道的二维材料特性现象吻合。对于实施例1，在小角度2θ=13.54°出现一个特征峰，其可以归属于VOPO4∙H2O (PDF#47-0949) 的(001)面。所有的离子液体剥离后得到的材料均会出现明显的VOPO4新相，且还观察到VOPO4∙H2O相，除此之外无其他杂相生成且不会破坏VOPO4的层板物相结构。VOPO4∙2H2O的失水是一种化学变化，但离子液体的性质无变化，所以说我们利用离子液体实现VOPO4∙2H2O的物理化学剥离。
图6为部分实施例及对比例的固体Raman图谱，所有的谱图在926 cm-1，1036 cm-1附近出现特征峰，其分别可以归属于V-O键的层板平面方向伸缩震动，和P-O键层间的内外震动，1286 cm-1附近出现一个宽峰，文献报道其为固体表面水分子的Raman震动。可以看到对比例一在992 cm-1会出现一个微弱的特征峰，归属于垂直层间的V-O键Raman声子震动。进一步观察发现，离子液体剥离以后P-O键层间的内外震动峰会发生蓝移，且在992 cm-1处的小峰消失。层间的P-O键因为剥离后出现的单层结构，层与层之间的相互作用力减弱，拉曼声子震动加强，使得角度向左偏移，发生蓝移。垂直方向层间V-O拉曼声子的震动消失可能是因为二维结构的形成使得层间原子之间的力衰弱而导致。
结合以上的实验结果及表征分析，可以说明离子液体能够实现超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的剥离制备，得到高分散，晶面裸露充分，晶格条纹清晰，小尺寸的纳米单片晶结构。并且方法简单，操作简便，具有一定的普适性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）将离子液体分散于溶剂中，得到剥离溶液；所述离子液体为[BMIM]Br、[EMIM]AC、[TEMIM]Br、[BMIM]Cl、[BMIM]BF4、[BMIM]PF6、[BMIM](CF3SO2)2N、[OMIM]Br、[BMIM]HSO4、[EMIM]Br、[TBA]Br、[CTA]Br和[TEBA]Cl中的至少一种；所述溶剂为二甲基亚砜、丙酮、石油醚、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基甲酰胺或二氯甲烷中的至少一种；
（2）将钒磷氧复合金属氧化物分散到步骤（1）剥离溶液中，超声、离心得到超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶。
2.根据权利要求1所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中离子液体与溶剂的质量比为（1~5）：50。
3.根据权利要求1所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中钒磷氧复合金属氧化物为二水合磷酸氧钒、半水合磷酸氢氧钒、磷酸氧钒或焦磷酸氧钒中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述钒磷氧复合金属氧化物与离子液体的质量比为（0.5~5）：10。
5.根据权利要求1所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中超声功率为100~300 W，超声时间1~4 h。
6.根据权利要求1所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中离心分为低速离心和高速离心两个过程，低速离心转速为2000~5000 r/min，离心时间30~60 min，取上层清液再进行高速冷冻离心，高速离心转速为10000~15000 r/min，温度设置15~20℃，离心时间为30~60 min，倾倒清液，沉淀加入丙酮震荡分散，重复高速离心步骤1~2次。
7.根据权利要求1-6任一项所述的超薄二维钒磷氧复合金属氧化物纳米片晶的制备方法，其特征在于：所述离子液体为[EMIM]AC、[BMIM]BF4、[OMIM]Br或[BMIM]Br中的至少一种，所述溶剂优选为二甲基亚砜，二氯甲烷和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
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