[发明专利]二维材料的自由基阴离子官能化

权利要求书

1.一种用于合成官能化二维(2D)层状材料的方法，其包括：

提供呈堆叠形式和剥离形式中的一者的2D层状材料；

提供具有阴离子的第一盐；

使所述第一盐的所述阴离子与路易斯酸反应从而形成第二盐；

活化所述第二盐以产生自由基阴离子；

使所述自由基阴离子与所述2D层状材料反应以获得官能化2D层状材料的第三盐。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一盐是过氧化物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一盐是碳酸盐和碳酸氢盐中的一者。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一盐是草酸盐。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一盐是氢氧化物或氧化物中的一者。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述路易斯酸是三卤化硼BX₁X₂X₃，其中X₁、X₂和X₃各自个别地选自卤素元素F、Cl、Br和I的群组。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述路易斯酸是三卤化铝AlX₁X₂X₃，其中X₁、X₂和X₃各自个别地选自卤素元素F、Cl、Br和I的群组。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述路易斯酸是二氧化硫SO₂。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述路易斯酸是三氧化硫SO₃。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化通过加热完成。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化通过超声波完成。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化通过电化学方法完成。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述活化发生在所述第二盐的熔融相中。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述活化发生在所述第二盐的溶液中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述溶液是基于为液体BF₃、液体BCl₃、熔融AlF₃、和熔融AlCl₃中的一者的溶剂。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述2D层状材料是六方氮化硼。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述2D层状材料是石墨。

18.根据权利要求5所述的方法，其中所述活化是基于从所述第二盐电化学移除质子和其它阳离子中的一者从而产生相应自由基阴离子。

19.一种用于合成官能化二维(2D)层状材料的方法，其包括：

提供呈堆叠形式和剥离形式中的一者的2D层状材料；

提供由除质子以外的阳离子和自由基阴离子组成的第一盐；

使所述自由基阴离子与所述2D层状材料反应以获得官能化2D层状材料的第二盐。

20.一种用于合成官能化二维(2D)层状材料的方法，其包括：

提供呈堆叠形式和剥离形式中的一者的2D层状材料；

提供三卤化硼和三卤化铝中的一者的路易斯酸与过氧化氢和联氨中的一者的路易斯碱的路易斯加合物；

将所述路易斯加合物与所述2D材料混合；

活化所述路易斯加合物以使O-O和N-N键断裂，且产生含有质子和自由基阴离子的酸性自由基；

使所述自由基阴离子与所述2D材料反应以获得自由基阴离子官能化的酸性2D材料。