[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

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的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，所述容器包括玛瑙球磨罐，普通玻璃或塑料瓶桶；机械混合方法包括球磨混合和辊筒机混合，混合气氛包括空气、惰性气体和真空，时间在10分钟到3h之间。

3.根据权利要求1所述的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，所述包覆过程为全固态物理过程，无任何化学反应过程；通过简单筛分方法将产物同二维材料球分离。

4.一种权利要求1所述方法的二维薄层材料剥离分层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)将二维材料包覆于一种微球表面，所使用的微球具有高稳定性，在超声条件下不分解、不破碎，可以重复使用；

B)将二维材料包覆的微球转移到含有一定溶剂的器皿中，然后通过超声使二维材料薄层从微球表面脱落，分散在溶剂中；

C)采用简单过滤方法将微球同液体分离，获得薄层二维材料悬浮液。

5.根据权利要求4所述的分层方法，其特征在于，溶剂包括H₂O、醇、DMF、NMP，THF和DMSO及其混合物。

6.一种权利要求1所述方法制备的二维薄层材料包覆的微球核壳结构，其特征在于，其组成包括：a)一个微球核和b)一个包覆于微球核表面的二维材料壳。