[发明专利]二维复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种二维复合材料，其特征在于，包括：

层状排列的过渡金属硫族化合物或石墨；以及

插入在所述过渡金属硫族化合物的层间或所述石墨的层间的有机阳离子；

其中，所述有机阳离子的插入条件包括：承载容器加热至65℃-150℃，持续30分钟-24小时；

所述有机阳离子包括1-烷基-3-甲基咪唑离子、1-烷基-2，3-二甲基咪唑离子、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵离子和二乙基甲基丁基铵离子。

2.根据权利要求1所述的二维复合材料，其特征在于，所述1-烷基-3-甲基咪唑离子为[C_nMIm]⁺，其中n取1-18中的任意整数；

所述1-烷基-2，3-二甲基咪唑离子为[C_nMMIm]⁺，其中n取1-8中的任意整数。

3.根据权利要求1所述的二维复合材料，其特征在于，当所述二维复合材料包括层状排列的过渡金属硫族化合物和插入在所述过渡金属硫族化合物的层间的有机阳离子时，所述二维复合材料的结构式为A_mB_nC_o，其中A为过渡金属元素，B为硫族元素，C为有机阳离子，其中，m:n为1:2，o大于0。

4.根据权利要求3所述的二维复合材料，其特征在于，o大于0小于等于1.5。

5.根据权利要求3所述的二维复合材料，其特征在于，所述过渡金属元素包括Co、Cr、Fe、Mn、Ni、Cu、Ti、Zn、Sc、V、Nb、Ta、Mo和W；

所述硫族元素包括硫、硒和碲；

所述有机阳离子包括1-烷基-3-甲基咪唑离子、1-烷基-2，3-二甲基咪唑离子、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵离子和二乙基甲基丁基铵离子。

6.根据权利要求1所述的二维复合材料，其特征在于，所述二维复合材料的超导转变温度为层状排列的所述过渡金属硫族化合物或所述石墨的8倍-30倍。

7.根据权利要求1所述的二维复合材料，其特征在于，所述二维复合材料在c轴方向的厚度为所述待复合材料在c轴方向的厚度的1倍-3倍。

8.一种二维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供待复合材料、有机溶液和承载容器，所述待复合材料和所述有机溶液设置于所述承载容器中，所述待复合材料浸入所述有机溶液，所述待复合材料为过渡金属硫族化合物或者石墨，所述有机溶液中包括1-烷基-3-甲基咪唑离子、1-烷基-2，3-二甲基咪唑离子、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵离子或者二乙基甲基丁基铵离子；

提供直流电源，所述直流电源的负极与所述待复合材料电连接，所述直流电源的正极与所述有机溶液中的第一电极片电连接，所述第一电极片浸入所述有机溶液；

所述承载容器加热至第一温度，持续第一时间，以使得所述有机溶液中的有机阳离子插入至所述待复合材料，形成二维复合材料；其中，所述第一温度包括65℃-150℃，所述第一时间包括30分钟-24小时。

9.根据权利要求8所述的二维复合材料的制备方法，其特征在于，在所述承载容器加热至第一温度，持续第一时间后，还包括：

从所述承载容器中取出插入所述有机阳离子的所述待复合材料，选用清洗液对所述插入所述有机阳离子的所述待复合材料进行清洗，形成所述二维复合材料。

10.一种二维复合材料的应用，其特征在于，将权利要求1-7中任一项所述的二维复合材料应用于集成电路、太阳能电池或者光电器件。