CN111333045A - 一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 - Google Patents
一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111333045A CN111333045A CN202010204887.1A CN202010204887A CN111333045A CN 111333045 A CN111333045 A CN 111333045A CN 202010204887 A CN202010204887 A CN 202010204887A CN 111333045 A CN111333045 A CN 111333045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- black phosphorus
- doped nano
- nano black
- metal
- anode
- 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
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 16
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000194 supercritical-fluid extraction Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000009777 vacuum freeze-drying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 6
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- 238000000352 supercritical drying Methods 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 2
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/003—Phosphorus
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，该方法是将黑磷用金属固定在铂夹上作为阳电极，惰性电极作对电极，阳电极、对电极和电解液构成电解池，在惰性气体气氛保护下恒流反应，在恒电流作用下，电解液中的离子插入层状黑磷中，得到纳米黑磷，同时，金属被氧化成金属阳离子后掺杂在纳米黑磷上，最后，将反应产物洗涤、干燥，得到金属掺杂的纳米黑磷；本发明不但制备成本较低、产品质量高，而且金属掺杂的纳米黑磷的制备可规模化、效率高、绿色环保、可控性强；本方法制备金属掺杂的纳米黑磷在储能、催化、自旋电子器件、肥料等领域具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，属于纳米材料技术领域。
背景技术
黑磷是一种新型的二维材料，它具有很多优异的性能，例如高度的各向异性、较高的载流子迁移率和开关比、层数可调的直接带隙、良好的光学和电子性能等，在场效应晶体管、太阳能电池、储能电池、生物医药、传感器、催化等领域展现出了很好的应用前景。根据密度泛函理论，掺杂黑磷可有效调控黑磷的电子结构和磁性，从而促进黑磷的应用与发展。迄今为止，掺杂黑磷已经报道了很多种方法，其中，CN109913942A公开了一种气相输运掺杂黑磷单晶的方法，但是该方法只能在材料表层掺杂，掺杂不均匀，影响材料的后续应用。高温高压掺杂黑磷制备条件苛刻，成本高。球磨法掺杂黑磷会破坏材料的晶型结构，影响后续应用。矿化法掺杂黑磷耗时长。
发明内容
针对目前掺杂黑磷存在的问题，本发明提供了一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，本发明方法制备成本较低、产品质量高，而且掺杂纳米黑磷的制备可规模化、效率高、绿色环保、可控性强。
本发明电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法步骤如下：
（1）将黑磷用金属材料固定在铂夹上作为阳电极，惰性电极作对电极，阳电极、对电极和电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；
（2）启动电源，在低温、惰性气氛、恒电流作用下，电解液中的离子发生插层反应，同时，金属被氧化成金属阳离子后掺杂在纳米黑磷上；
（3）将反应产物洗涤、干燥，得到金属掺杂的纳米黑磷。
所述固定黑磷的金属材料是Al、Zn、Fe、Sn、Cu、Ag、Ni中的一种或几种。
所述惰性电极为铂丝、碳棒、金丝、钛丝中的一种。
所述电解液为碳酸、磷酸、硫酸、碳酸盐、磷酸盐或硫酸盐水溶液中的一种。
所述电化学反应为恒流反应，电流密度为50~650 mA/g，反应时间为0.05~50 h。
所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的任意一种。
所述低温为-2℃~-50℃。
所述反应产物洗涤方式为抽滤洗涤或离心洗涤，抽滤洗涤次数为1~5次；离心洗涤转速为2000~12000 r/min，时间为5~80 min。
所述干燥方式为真空干燥、冷冻干燥或超临界萃取干燥中的任意一种。
采用本发明方法制得的纳米黑磷为黑磷纳米片、黑磷量子点、多孔黑磷纳米片、黑磷纳米带中的任意一种。
本发明的有益效果：
1、本发明采用电化学辅助制备掺杂纳米黑磷，与现有方法相比，该方法通过控制电流密度和金属类型制备不同形态的掺杂纳米黑磷，可控性强；
2、该方法制备过程中原料损耗小，因此制备成本低、效率高，且采用无机溶液剥离，更加绿色环保，产品质量也高；
3、该方法制备的掺杂纳米黑磷可掺杂不同的金属种类，在储能、催化、自旋电子器件、肥料等领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的铜掺杂的多孔黑磷纳米片的分散液；
图2为实施例1制备的铜掺杂的多孔黑磷纳米片的拉曼光谱图；
图3为实施例1制备的铜掺杂的多孔黑磷纳米片的XPS全谱图；
图4为实施例2制备的铁掺杂的黑磷量子点的AFM图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
首先，将黑磷用铜丝固定在铂夹上作为阳电极，铂丝作为对电极，阳电极、对电极和1.0mol/L的碳酸电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；启动电源，在氩气气氛保护、-2℃、恒定电流密度为400 mA/g条件下，恒流反应20h；收集反应产物，反应产物抽滤洗涤5次，冷冻干燥，得到铜掺杂的多孔黑磷纳米片。
铜掺杂的多孔黑磷纳米片的分散液、拉曼光谱图、XPS图分别如下图1、2、3所示；从图1可看出，铜掺杂的多孔黑磷纳米片的颜色呈酒红色；图2为本实施例制备的铜掺杂的多孔黑磷纳米片与黑磷的的拉曼对比图，从图中可知，铜掺杂的多孔黑磷纳米片出现了由磷原子的面外振动引起的
峰以及由磷原子的面内振动引起的
和
峰，且与黑磷峰相比，发生了不同程度的蓝移，说明制备出的是纳米黑磷。图3为本实施例制备的铜掺杂的多孔黑磷纳米片的XPS全谱图，从全谱图中不仅可以看到纳米黑磷的P2s和P2p的峰，还能看到掺杂上去的Cu的峰，证明制备出的是铜掺杂的纳米黑磷。
实施例2：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用铁丝固定在铂夹上作为阳电极，碳棒作为对电极，阳电极、对电极和1.5 mol/L的磷酸电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；启动电源，在氮气气氛保护、-10℃、恒定电流密度为150 mA/g条件下，恒流反应40 h，收集反应产物，对反应产物抽滤洗涤3次，真空干燥，得到铁掺杂的黑磷量子点。
图4为铁掺杂的黑磷量子点的的AFM图，由图可知，量子点的平均直径约为2.85μm，且量子点尺寸均匀。
实施例3：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用锌丝固定在铂夹上作为阳电极，金丝作为对电极，阳电极、对电极和2.0 mol/L的硫酸电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；启动电源，在恒定电流密度为650 mA/g、氦气气氛保护、-20℃条件下，恒流反应0.05h，收集反应产物，反应产物抽滤洗涤1次，超临界萃取干燥，得到锌掺杂的黑磷量子点。
实施例4：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用镍丝固定在铂夹上作为阳电极，钛丝作为对电极，阳电极、对电极和0.5 mol/L的磷酸钠电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；启动电源，在恒定电流密度为100 mA/g、氖气气氛保护、-30℃条件下，恒温反应45 h，收集反应产物，离心洗涤，离心转速为12000 r/min，时间为5 min，冷冻干燥，得到镍掺杂的黑磷纳米片。
实施例5：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用铝丝固定在铂夹上作为阳电极，金丝作为对电极，阳电极、对电极和1.5 mol/L的碳酸钠电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；启动电源，在恒定电流密度为500 mA/g、在氪气气氛、-40℃条件下，恒温反应1 h，收集反应产物，产物离心洗涤，离心转速为2000 r/min，时间为80min，真空干燥，得到铝掺杂的黑磷纳米带。
实施例6：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用锡丝固定在铂夹上作为阳电极，碳棒作为对电极，阳电极、对电极和2.0 mol/L的硫酸钠电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接启动电源，在恒定电流密度为300 mA/g、氡气气氛保护、-50℃条件下，恒流反应15 h，收集反应产物，产物离心洗涤，离心洗涤转速为7000 r/min，时间为40 min，超临界萃取干燥，得到锡掺杂的多孔黑磷纳米片。
实施例7：本电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法如下：
将黑磷用银丝固定在铂夹上作为阳电极，碳棒作为对电极，阳电极、对电极和1.5 mol/L的硫酸电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接，启动电源，在恒定电流密度为50 mA/g、氡气气氛保护、-25℃条件下，恒流反应50 h，收集反应产物，产物离心洗涤，离心洗涤转速为5000 r/min，时间为40 min，超临界萃取干燥，得到银掺杂的黑磷纳米片。
Claims (10)
1.一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将黑磷用金属材料固定在铂夹上作为阳电极，惰性电极作对电极，阳电极、对电极和电解液构成电解池，阳电极、对电极分别与电源的正负极连接；
（2）启动电源，在低温、惰性气氛、恒电流作用下，电解液中的离子发生插层反应，同时，金属被氧化成金属阳离子后掺杂在纳米黑磷上；
（3）将反应产物洗涤、干燥，得到金属掺杂的纳米黑磷。
2.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：固定黑磷的金属材料是Al、Zn、Fe、Sn、Cu、Ag、Ni中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：惰性电极为铂丝、碳棒、金丝或钛丝。
4.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：电解液为碳酸、磷酸、硫酸、碳酸盐、磷酸盐或硫酸盐水溶液中的一种。
5.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：电化学反应为恒流反应，电流密度为50~650 mA/g。
6.根据权利要求5所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：反应时间为0.05~50 h。
7.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的一种。
8.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：低温为-2℃~-50℃。
9.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：洗涤方式为抽滤洗涤或离心洗涤，抽滤洗涤次数为1~5次；离心洗涤转速为500~12000 r/min，时间为5~80 min。
10.根据权利要求1所述的电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法，其特征在于：干燥方式为真空干燥、冷冻干燥或超临界萃取干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010204887.1A CN111333045B (zh) | 2020-03-22 | 2020-03-22 | 一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010204887.1A CN111333045B (zh) | 2020-03-22 | 2020-03-22 | 一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111333045A true CN111333045A (zh) | 2020-06-26 |
| CN111333045B CN111333045B (zh) | 2022-08-12 |
Family
ID=71178450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010204887.1A Active CN111333045B (zh) | 2020-03-22 | 2020-03-22 | 一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111333045B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111517294A (zh) * | 2020-06-26 | 2020-08-11 | 昆明理工大学 | 一种金属掺杂纳米黑磷的制备方法 |
| CN113880060A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-04 | 化学与精细化工广东省实验室 | 一种电化学辅助剥离硫代磷酸铁晶体同步掺杂单原子的方法 |
| CN114808019A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 河南科技大学 | 一种过渡金属/黑磷烯电催化剂的原位制备方法及应用 |
| CN114808019B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-06-11 | 河南科技大学 | 一种过渡金属/黑磷烯电催化剂的原位制备方法及应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017003734A2 (en) * | 2015-06-19 | 2017-01-05 | University Of Houston System | Method of activating two-dimensional materials for multivalent/polyatomic-ion intercalation battery electrodes |
| CN107238648A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-10 | 复旦大学 | 低温制备二维柔性离子敏场效应晶体管的方法 |
| CN109052347A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 昆明理工大学 | 一种电场与微波场协同辅助剥离黑磷制备纳米黑磷的方法 |
| CN109898131A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-06-18 | 昆明理工大学 | 一种打孔黑磷烯材料的制备方法 |
| CN110216279A (zh) * | 2019-03-09 | 2019-09-10 | 深圳市中科墨磷科技有限公司 | 一种过渡金属掺杂二维薄片的制备方法 |
| CN110817816A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 大面积薄层高质量黑磷纳米片及其电化学剥离制备方法 |
| CN110841669A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 湖南大学 | 利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法 |
-
2020
- 2020-03-22 CN CN202010204887.1A patent/CN111333045B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017003734A2 (en) * | 2015-06-19 | 2017-01-05 | University Of Houston System | Method of activating two-dimensional materials for multivalent/polyatomic-ion intercalation battery electrodes |
| CN107238648A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-10 | 复旦大学 | 低温制备二维柔性离子敏场效应晶体管的方法 |
| CN109052347A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 昆明理工大学 | 一种电场与微波场协同辅助剥离黑磷制备纳米黑磷的方法 |
| CN109898131A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-06-18 | 昆明理工大学 | 一种打孔黑磷烯材料的制备方法 |
| CN110216279A (zh) * | 2019-03-09 | 2019-09-10 | 深圳市中科墨磷科技有限公司 | 一种过渡金属掺杂二维薄片的制备方法 |
| CN110841669A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 湖南大学 | 利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法 |
| CN110817816A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 大面积薄层高质量黑磷纳米片及其电化学剥离制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| AMBROSI,A,ET AL: "Electrochemical Exfoliation of Layered Black Phosphorus into Phosphorene", 《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》 * |
| 候冉冉: "新型纳米黑磷的电化学辅助制备及其稳定性研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技I辑》 * |
| 刘红红: "纳米黑磷的制备及其稳定性研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111517294A (zh) * | 2020-06-26 | 2020-08-11 | 昆明理工大学 | 一种金属掺杂纳米黑磷的制备方法 |
| CN113880060A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-04 | 化学与精细化工广东省实验室 | 一种电化学辅助剥离硫代磷酸铁晶体同步掺杂单原子的方法 |
| CN114808019A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 河南科技大学 | 一种过渡金属/黑磷烯电催化剂的原位制备方法及应用 |
| CN114808019B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-06-11 | 河南科技大学 | 一种过渡金属/黑磷烯电催化剂的原位制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111333045B (zh) | 2022-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111333045B (zh) | 一种电化学辅助制备掺杂纳米黑磷的方法 | |
| CN112909234A (zh) | 一种锂负极或钠负极的制备方法与应用 | |
| CN108821310B (zh) | 一种类普鲁士白材料及其制备方法和应用 | |
| CN104495935A (zh) | 一种二硫化钼纳米片层的剥离制备方法 | |
| CN106654170A (zh) | 一种直接用作锂离子电池的高性能负极及其制备方法和使用该负极的电池 | |
| CN103531764B (zh) | 一种钠离子电池正极材料球状铵钒氧化物及其制备方法 | |
| Wang et al. | Synthesis of LiVOPO4 for cathode materials by coordination and microwave sintering | |
| CN111517294A (zh) | 一种金属掺杂纳米黑磷的制备方法 | |
| CN107293743A (zh) | 一种含铁酸镍多孔纳米管的钠离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN109244459A (zh) | 一种共掺杂柔性钠离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN111769272A (zh) | 一种Bi@C空心纳米球复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN115611296B (zh) | 一种普鲁士蓝类钠离子电池正极材料制备方法及应用 | |
| CN104393293A (zh) | 低温电池用正极材料磷酸铁锂/碳复合材料及其制备方法 | |
| CN112142030A (zh) | 一种低成本低温型磷酸铁锂的制备方法 | |
| CN113830792A (zh) | 一种无水普鲁士白材料、制备方法和应用 | |
| CN110857216B (zh) | 一种电池级磷酸铁前驱体、磷酸铁锂及其制备方法与应用 | |
| CN101486485A (zh) | 一种蜂窝状CuO纳米材料及其制备方法 | |
| CN106450187A (zh) | 一种高性能三元正极材料及其制备方法 | |
| CN115621454A (zh) | 一种正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN115863631A (zh) | 一种磷酸盐正极材料及其制备方法与应用 | |
| CN102887504A (zh) | 一种锂离子电池负极用碳材料的制备方法 | |
| CN107681141B (zh) | 一种碳包覆硼酸镍纳米棒的钠离子电池负极材料 | |
| CN113903910A (zh) | 一种碳布/四氧化三钴纳米线复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108767231A (zh) | 一种LiNixCoyMnl-x-yO2/Li2O·B2O3复合正极材料的制备方法 | |
| CN112331845A (zh) | 一种四氧化三钴纳米线阵列负极材料的制备方法 |
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 |