[发明专利]锑纳米片的制备方法

说明书

本发明公开了一种锑纳米片的制备方法。其步骤为：将锑粉分散在浓酸中，在恒温下搅拌，结束后静置；将所得悬浮液在搅拌下匀速缓慢溶于超纯水中，抽滤、洗涤、真空干燥后得到。该纳米片厚度在2~5nm之间，将其用于电催化固氮具有较好的效果，且所需催化剂的质量少能耗低。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种制备锑纳米片的方法。

背景技术

二维纳米片由于其独特的高载流子迁移率、优异的光学、电学和力学性质，在材料学、能源、太阳能电池、光电子器件方面有着广泛的应用。锑烯纳米片被预测具有2.28eV的带隙，处于蓝光发光光谱范围，在金属氧化物半导体场效应晶体管中，特别是光电器件，具有巨大的应用潜力。除了宽带隙，单层被认为是一种拓扑绝缘体，将来很可能应用于高效量子传输和拓扑量子计算。

目前，锑纳米片主要采用机械剥离、液相剥离、分子束外延、激光减薄、锂离子插层方法制备，但上述方法不能大规模制备出高纯度的纳米片，极大地限制了其应用。例如Pablo Ares等人采用机械剥离方法制备锑纳米片，但是这种方法很难得到厚度均匀性好的锑纳米片，而且效率低，不适合大规模制备少层或单层锑纳米片(Pablo Ares,et al,Adv.Mater.2016,28,6332–6336)。Xu等人采用分子束外延方法制备锑纳米片，但是只能得到较小面积尺寸，且这种制备方法的设备昂贵，不利于大规模大面积的制备(Xu Wu,et al,Adv.Mater.2017,29,1605407)。Wang等人采用液相超声剥离方法制备锑纳米片，但是得到的纳米片纯度不高，含有大量氧元素，同时纳米片不具备规则的形状，很难控制纳米片的均一性(Xin Wang,et al,Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,8668-8673.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锑纳米片的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种锑纳米片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将锑粉分散在浓酸中，在恒温水浴下搅拌，结束后静置一段时间；

(2)将步骤(1)所得悬浮液在搅拌下匀速缓慢溶于超纯水中，抽滤、洗涤、真空干燥。

较佳的，步骤(1)中，浓酸包括浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸等。

较佳的，步骤(1)中，锑粉与浓酸的比例1:100～150g/ml。

较佳的，步骤(1)中，在0～40℃恒温水浴下搅拌4～24h，结束后静置30～60min。

较佳的，步骤(2)中，为了提高锑纳米片的纯度，向超纯水中提前鼓吹氩气30～60min以去除水中溶解氧。

较佳的，步骤(2)中，步骤(1)所得悬浮液与超纯水的体积比为1:5～20。

较佳的，步骤(3)中，真空干燥温度为25～45℃，时间为1～8h。

本发明与现有技术相比，其具有显著优点：(1)本发明的制备方法操作简单，在常温常压下进行，锑纳米片厚度约为2～5nm(2)原料及设备普及度高价格低廉，可大量制备。因此，本发明对纳米材料制备具有良好的应用前景。

附图说明

图1为锑粉和锑纳米片的XRD图。

图2为锑纳米片的TEM图。

图3为锑纳米片的HR-TEM图。

图4为锑纳米片的SEM图。

图5为锑纳米片的AFM图。

图6为锑纳米片固氮效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。