[发明专利]水净化复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水净化复合材料，其特征在于，所述水净化复合材料包括基底以及依次层叠在所述基底上的第一二维材料层和第二二维材料层，其中，所述第一二维材料间隔设置在所述基底上，形成所述第一二维材料层；所述第二二维材料间隔设置在所述第一二维材料层上，形成所述第二二维材料层；所述第一二维材料在所述基底上的形成方式为溅射法、旋涂法或化学气相沉积法，所述第二二维材料在所述第一二维材料层上的形成方式为溅射法、旋涂法或化学气相沉积法；所述第一二维材料层和第二二维材料层的材质分别选自黑磷、氧化石墨烯、石墨炔、过渡金属硫族化物、过渡金属氧化物和过渡金属碳/氮化物中的一种，且所述第一二维材料层与第二二维材料层的材质不相同；所述第一二维材料和第二二维材料的带隙为0.3~4 eV；其中，所述第二二维材料的价带高于第一二维材料的价带且所述第二二维材料的导带高于第一二维材料的导带，或者所述第二二维材料的价带低于第一二维材料的价带且所述第二二维材料的导带低于第一二维材料的导带。

2.如权利要求1所述的水净化复合材料，其特征在于，所述第一二维材料和第二二维材料的带隙不相同；所述第一二维材料和第二二维材料中任意一个的带隙为1.5-4 ev，另一个的带隙为0.3~2eV。

3.如权利要求1所述的水净化复合材料，其特征在于，所述第一二维材料、第二二维材料的厚度均为原子级厚度。

4.如权利要求1所述的水净化复合材料，其特征在于，所述过渡金属硫族化物包括二硫化钼、二硫化钨、二硫化锆、二硫化钛、二硫化钒、二硒化钼、二硒化钨、二硒化锆、二硒化钛和二硒化钒中的一种或多种；所述过渡金属氧化物选自TiO₂、ZnO、MnO₂、MoO₃中的一种或多种；所述过渡金属碳/氮化物的结构式为M_aX_b，其中，M代表早期d区过渡金属，X代表C和/或N元素，a、b均为正整数。

5.如权利要求4所述的水净化复合材料，其特征在于，所述第一二维材料层和第二二维材料层中任意一个的材质为1-5层的氧化石墨烯，另一个为二硫化钼、二硒化钨、或层数为1-2层的黑磷。

6.一种水净化复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基底，将第一二维材料间隔设置在所述基底之上，形成第一二维材料层；所述第一二维材料在所述基底上的形成方式为溅射法、旋涂法或化学气相沉积法；

将第二二维材料层叠设置在所述第一二维材料层之上，形成第二二维材料层，完成水净化复合材料的制备；所述第二二维材料层中，所述第二二维材料是间隔设置，所述第二二维材料在所述第一二维材料层上的形成方式为溅射法、旋涂法或化学气相沉积法；

其中，所述第一二维材料层和第二二维材料层的材质分别选自黑磷、石墨烯、氧化石墨烯、石墨炔、碳纳米管阵列、富勒烯阵列、过渡金属硫族化物、过渡金属氧化物和过渡金属碳/氮化物中的一种，且所述第一二维材料层与第二二维材料层的材质不相同；所述第一二维材料和第二二维材料的带隙为0.3~4 eV；其中，所述第二二维材料的价带高于第一二维材料的价带且所述第二二维材料的导带高于第一二维材料的导带，或者所述第二二维材料的价带低于第一二维材料的价带且所述第二二维材料的导带低于第一二维材料的导带。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，若通过所述化学气相沉积法将所述第一二维材料形成在所述基底上，则在将所述第一二维材料形成在所述基底之上之前，还包括：对所述基底表面进行蒸镀一层铜电极薄膜。

8.一种水净化设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的水净化复合材料。

9.如权利要求8所述的水净化设备，其特征在于，所述水净化设备为固定式，所述水净化设备还包括一支撑支架，所述水净化复合材料固定在所述支撑支架上。