[发明专利]一种微球表面包覆二维薄层材料及其剥离的简单方法

摘要

本发明公开一种用二维材料薄层对微球表面进行包覆改性的简单方法，一种剥离二维材料简单的方法，以及包覆和剥离形成的产物。包覆过程不使用任何溶剂，采用物理摩擦转移的方法，将层状化合物薄层从层状化合物球的表面转移到微球的表面，利用产物(包覆后的微球)同层状化合物球尺寸之间的差异，通过筛分获得包覆后的产物。整个过程工艺简单、成本低、效率高，产物纯度高、适合工业化生产。另外，通过简单在溶液中超声，还可将层状化合物从微球的表面转移到溶液中，提供一种适合于工业化生产的非化学剥离层状化合物的简单方法。

主权项

1.一种二维薄层材料包覆的微球核壳结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将二维材料球体放入盛有稀盐酸的器皿中，室温下超声清洗，去除表面易脱落的微小碎屑，然后干燥；b)将二维材料的球体与被包覆的微球核按一定体积比例混合，得混合物A；c)将混合物A置入一容器中并加盖，然后通过机械混合，转速在50rpm到800rpm之间；使混合物A中的两个组分在容器中发生物理撞击，诱导二维材料薄层由二维材料球的表面向微球核的表面转移，得混合物B；d)将二维材料球从混合物B中取出，获得二维材料均匀包覆微球核的微球核壳结构；所述二维材料均匀包覆微球核的微球核壳结构，采用将二维材料球体和被包覆微球核经球磨机球磨混合，二维材料球体表面的薄层在摩擦过程中粘附在被包覆微球表面，在滚动的过程中撕离二维材料球体并均匀包覆在被包覆微球上；球磨过程中无游离的二维材料碎片掉落；二维材料球体表面无粘连，得到二维材料均匀包覆的微球核壳结构；被包覆微球核球体体积与二维材料球体的体积在1∶1到10∶1之间；包裹的二维材料壳的层数在2‑10层，包覆均匀，包覆表面平滑无突触；所述微球核是无机微球或是有机微球；无机微球包括氧化物：Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、TiO₂和ZnO，氮化物：Si₃N₄、WN_x、MoN_x和碳化物WC_x、MoC_x；所述微球核的尺寸在10μm到500μm之间，包括实心球、空心球和多孔球；二维材料包覆层的整体重量比例在0.01％到0.5％之间，厚度在1到50原子层之间；二维材料包覆层为石墨烯；所述二维材料球体中石墨球的尺寸在1mm到15mm之间，是由纯度99.99％的高压石墨加工而成，车刀一次成型，不抛光，无任何表面处理。