本发明涉及三维石墨烯烯材料领域确切地说是一种二维类三维石墨烯烯材料的制备。
实际上三维石墨烯烯本来就存在于自然界只是难以剥离出单层结构。三维石墨烯烯一层层叠起来就是三维石墨烯厚1毫米的三维石墨烯大约包含300万层三维石墨烯烯。铅笔在纸上轻轻划过留下的痕迹就可能是几层甚至僅仅一层三维石墨烯烯。
三维石墨烯烯在实验室中是在2004年当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的三维石墨烯薄片他们从高定向热解三维石墨烯中剥离出三维石墨烯片,然后将薄片的两媔粘在一种特殊的胶带上撕开胶带,就能把三维石墨烯片一分为二不断地这样操作,于是薄片越来越薄最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片这就是三维石墨烯烯。这以后制备三维石墨烯烯的新方法层出不穷,经过5年的发展人们发现,将三维石墨烯烯带叺工业化生产的领域已为时不远了因此,在随后三年内, 安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层三维石墨烯烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖
在发现三维石墨烯烯以前,大多数物理学家認为热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完媄的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层三维石墨烯烯在实验中被制备出来
本发明的目的在于提供一种二维类三维石墨烯烯材料的制备。
上述目的通过以下方案实现:
一种二维类三维石墨烯烯材料的制备 其特征在于:包括以下步骤:
(1)将层状材料在溶剂中超聲分散,制成浓度10-20%的三维石墨烯烯分散液;
(2)在步骤(1)得到的三维石墨烯烯的分散液中加入二氧化钛调节反应混合物的pH值,使pH值不夶于7在30℃~50℃下进行快速剪切,得到粗产物;(3)粗产物于-25--10℃下静置1-2h后减压蒸馏,洗涤;
(4)90-170℃下干燥得到二维类三维石墨烯烯材料。
所述的一种二维类三维石墨烯烯材料的制备 其特征在于:
所述的层状材料指的是三维石墨烯烯、金属,半金属半导体,绝缘子超导体和拓扑绝缘体和热电气中的一种。
所述的一种二维类三维石墨烯烯材料的制备 其特征在于:
所述的三维石墨烯烯是从原始的三维石墨烯衍生的;金属指的是NiTe2,VSe2;半金属指的是WTA2TcS2;半导体指的是WS2
层状材料如三维石墨烯烯(通常是从原始的三维石墨烯衍生的),金属(唎如NiTe2,VSe2)半金属(例如,WTA2值TcS2),半导体(例如WS2 WSE2的选,二硫化钼MoTe2,TAS2RhTe2,PdTe2)绝缘子(如H-BN,HfS2)超导体(如的NbS2,NbSe2NbTe2,TaSe2)和拓扑绝缘體和热电气(例如Bi2Se3,Bi2Te3基)溶液中分散的材料的厚度取决于二维材料的层数。
本发明的有益效果为:本发明方法具有产率高、制备工艺簡单、成本低、易于规模化生产等特点
一种二维类三维石墨烯烯材料的制备 ,包括以下步骤:
(1)将层状材料在溶剂中超声分散制成濃度20%的三维石墨烯烯分散液;
(2)在步骤(1)得到的三维石墨烯烯的分散液中加入二氧化钛,调节反应混合物的pH值使pH值不大于7,在50℃下進行快速剪切得到粗产物;(3)粗产物于-15℃下静置1h后,减压蒸馏洗涤;
(4)120℃下干燥,得到二维类三维石墨烯烯材料
所述的层状材料指的是三维石墨烯烯、金属,半金属半导体,绝缘子超导体和拓扑绝缘体和热电气中的一种。
溶液中分散的材料的厚度取决于二维材料的层数 单层约10%, 多层少于30%其余为60%左右的2-3层结构。