[发明专利]一种薄层二维材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种薄层二维材料的制备方法，包括以下步骤：1)在基板上滴加第一溶剂，得到第一溶剂层；2)利用胶带粘黏二维材料，并将粘黏有二维材料的胶带粘贴在含有第一溶剂层的基板上，使二维材料与第一溶剂层接触；3)向胶带下面注入第二溶剂；4)进行热处理；5)剥离胶带，得到粘附于基板上的薄层二维材料。与现有技术相比，本发明制备的薄层二维材料面积大、厚度薄、产率高，而且操作过程简单、无需大型制膜设备，工艺涉及的辅料均为实验室常见常用溶剂，无明显毒性。相比于传统溶剂剥离法，本发明明显提高了获得少层甚至是单层二维材料的概率，提升了制备材料的质量。

技术领域

本发明属于二维材料技术领域，涉及一种薄层二维材料的制备方法。

背景技术

以石墨烯为代表的二维纳米结构材料是纳米家族中的重要一员，占有举足轻重的位置。与其他纳米结构相比，二维纳米结构具有比表面积大、表面载流子传输速率高、力电性能优异等特点，凭借这些优势，这种类型的材料在许多领域都具有相当强的应用潜力，二维纳米结构也一直是国内外研究者的研究重点之一。然而，就目前为止，对二维纳米结构的研究，无论是从材料制备、性能评估到最后实际应用开发的各种阶段，仍有大量问题尚未解决。

目前，已经有多种方法被成功地用于二维纳米结构材料的合成与制备，如：分子束外延法、微机械剥离法、热蒸发法、水热生长法和溶剂剥离法等。其中，溶剂剥离法是指在溶剂环境中，将层状化合物按层剥离开来，从而分散于所处溶剂中的方法。这种方法制备二维材料的过程简单，对绝大多数层状晶体结构材料都起作用，且无杂质，重复性好，易于大量生产。

然而，传统的溶剂剥离法在实际操作过程中很难获得少层甚至是单层二维材料，限制了其进一步应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄层二维材料的制备方法，通过采用本发明的溶剂剥离法，能够获得少层甚至是单层二维材料。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种薄层二维材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)在基板上滴加第一溶剂，得到第一溶剂层；

2)利用胶带粘黏二维材料，并将粘黏有二维材料的胶带粘贴在含有第一溶剂层的基板上，使二维材料与第一溶剂层接触；

3)向胶带下面注入第二溶剂；

4)进行热处理；

5)剥离胶带，得到粘附于基板上的薄层二维材料。

进一步地，步骤1)中，所述的第一溶剂层的厚度为0.1-10纳米。

进一步地，步骤3)具体为：揭开胶带一角，利用注射器吸取第二溶剂，并将第二溶剂注入至胶带下的空隙处，通过渗透作用使胶带下面充满第二溶剂。

进一步地，步骤4)中，热处理过程为：在60-70℃下保温20-28h。优选为66℃下保温24h。

进一步地，重复步骤1)至步骤5)多次，在基板上制备多层相互堆叠的薄层二维材料，且基板上的薄层二维材料种类为两种以上。