[发明专利]一种二维黑磷纳米片及其液相剥离制备方法

权利要求书

1.一种二维黑磷纳米片的液相剥离制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将块状黑磷和含磷离子液体按质量比1:0.5-100加入到有机溶剂中，得到混合液；

在无氧、0℃-10℃条件下，将所述混合液先进行探头超声3-7h，再进行水浴超声1-10h后，静置，取上清液进行离心分离，收集沉淀，得到二维黑磷纳米片，所述二维黑磷纳米片的片层具有多孔结构。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中，所述块状黑磷相对所述有机溶剂的浓度为0.25-100mg/mL。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-环己基-2-吡咯烷酮和异丙醇中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中，所述块状黑磷与所述含磷离子液体的质量比1:1.5-30。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含磷离子液体的阳离子为季膦盐类阳离子，结构如下式所示：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄独立地选自C_1-20烷基中的一种。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述季膦盐类阳离子为三乙基(甲基)膦阳离子，三正丁基(甲基)膦阳离子，三丙基(甲基)膦阳离子，三正己基(甲基)膦阳离子，三正辛基(甲基)膦阳离子，三正十二烷基(甲基)膦阳离子，二己基(乙基)(甲基)膦阳离子，二正丁基(乙基)(甲基)膦阳离子,三(十烷基)(甲基)膦阳离子，二(十六烷基)二(乙基)膦阳离子，四(正丁基)膦阳离子，四(正己基)膦阳离子，四(十六烷基)膦阳离子，四(十二烷基)膦阳离子，三(十烷基)(乙基)膦阳离子,三(十烷基)(正丁基)膦阳离子，三(十六烷基)(甲基)膦阳离子或四(正二十烷基)膦阳离子。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含磷离子液体的阴离子为氟离子，氯离子，溴离子，硫酸根，硫酸氢根，碳酸根，磷酸根，甲苯磺酸根，磷酸二氢根，磷酸二乙酯基，磷酸氢二根，硝酸根，甲基硫酸根，甲基磺酸根，氯铝酸根，六氟磷酸根，四氟硼酸根，三氟甲基磺酸根，硫氰酸根，乙酸根，双(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸根，双(丙二酸根合)硼酸根，硼酸根，双氰胺基，氯铝酸根，双(草酸根合)硼酸根，双(三氟甲基)亚胺基，双(三氟甲烷磺酰)亚胺基，双(邻苯二甲酸根合)硼酸根，溴氯酸根，癸基苯磺酸根，二氯铜酸根，双(五氟乙基)次膦酸根，双(水杨酸根合)硼酸根，双(三氟甲烷磺酰基)甲烷基，(十二烷基)苯磺酸根，二乙基膦酸根，硫酸乙酯基，磺酸乙酯基，四氰基硼酸根，四(硫酸氢根合)硼酸根，四(甲基硫酸根合)硼酸根，三(五氟乙基)三氟磷酸根或三氟乙酸根。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在加入到所述有机溶剂中之前，先将所述含磷离子液体在100-110℃下真空干燥48-72h。

9.如权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的二维黑磷纳米片，其特征在于，所述二维黑磷纳米片的片层具有多孔结构，所述二维黑磷纳米片的横向尺寸为10微米-100微米。

10.如权利要求9所述的二维黑磷纳米片，其特征在于，所述多孔的孔径为200nm-1000nm，所述二维黑磷纳米片的层数为1-12层。