[发明专利]一种少层结构ZnO二维纳米片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种少层结构ZnO二维纳米片及其制备方法。该制备方法包括：在ZnO前驱体溶液的表面构建单分子层的油相有机溶液；在一预设温度下进行反应，以在所述油相有机溶液和所述ZnO前驱体溶液的油液界面处生成少层结构ZnO二维纳米片。本发明利用油相有机溶液与ZnO前驱体溶液中的油性有机物之间的侨联作用，外延生长出少层结构ZnO二维纳米片。该方法操作非常简单，并且通过该方法获得的ZnO二维纳米片的微观结构具有类石墨烯结构的褶皱状。

技术领域

本发明涉及少层二维材料及其制备方法，特别是涉及一种少层结构ZnO二维纳米片及其制备方法。

背景技术

石墨烯的出现使得少层二维材料受到了众多科研工作者的关注。众多少层二维材料表现出优异的物理化学性质，如极高的室温载流子迁移率、量子霍尔效应、极大的比表面积、高的杨氏模量、优异光学透过率以及电导和热导等。但是目前报道的二维材料主要针对具有层状结构的材料体系，如过渡金属硫化物、黑磷以及层状氧化物等。为了合成少数少层材料，机械剥离、离子插层、CVD等方法得到充分应用来制备单层二维材料。但是对于ZnO、CdS、WO3等非层状氧化物很难通过上述方法来制备，因此针对上述问题急需找到适当的方法来构建非层状少层结构(few-layered)二维纳米片，来探究其物理化学性能。

发明内容

本发明的一个目的是为了提供一种简单的方案来构建非层状少层结构二维ZnO纳米片。

根据本发明的一个方面，提供了一种少层结构ZnO二维纳米片的制备方法，包括：

在ZnO前驱体溶液的表面构建单分子层的油相有机溶液；

在一预设温度下进行反应，以在所述油相有机溶液和所述ZnO前驱体溶液的油液界面处生成少层结构ZnO二维纳米片。

可选地，所述预设温度为60-65℃。

可选地，所述油相有机溶液为油性有机物和可挥发性溶剂的混合溶液。

可选地，所述可挥发性溶剂为氯仿、乙醇或丙酮。

可选地，所述油性有机物与所述可挥发性溶剂的体积比为0.1-0.5％：1。

可选地，在一预设温度下进行反应的步骤中，其中反应的时间为1.5-2h。

可选地，所述ZnO前驱体溶液为锌的盐溶液和水溶性有机碱的混合液，所述水溶性有机碱的化学结构中包含甲基。

可选地，所述锌的盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或醋酸锌，所述水溶性有机碱为六亚甲基四胺或四甲基氢氧化铵。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种少层结构ZnO二维纳米片，由权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而成，所述少层结构ZnO二维纳米片的结构具有类石墨烯结构的褶皱状。

可选地，所述少层结构ZnO二维纳米片的厚度为1-3nm。

本发明利用油相有机溶液与ZnO前驱体溶液中的油性有机物之间的侨联作用，外延生长出少层结构ZnO二维纳米片。发明人经过大量实验验证，并创造性地提出了该方案，获得了意想不到的技术效果。该方法操作非常简单，并且通过该方法获得的ZnO二维纳米片的微观结构具有类石墨烯结构的褶皱状。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的少层结构ZnO二维纳米片的制备方法的示意性流程图；