二维层状砷锑材料的制备方法

本发明涉及纳米材料制备及材料科学与工程领域，尤其涉及一种二维层状砷锑材料的制备方法。

背景技术：

1、近年来，类石墨烯二维材料作为纳米电子学的新兴材料由于其卓越的性能引起了广泛的研究关注。例如石墨烯、硅烯、氮化硼纳米片、过渡金属二硫属元素化物(tmd)和黑磷，这些二维层状材料可以表现出多种电子特性，包括金属、半导体、超导，甚至具有极高迁移率的拓扑绝缘体特性。

2、研究发现，当锑烯材料的厚度减薄到一个原子层时，它将转化为间接带隙的半导体，且带隙值高达2.28ev，进一步施加微小的应力可以使其转变为直接带隙半导体。因此，预测二维的砷锑材料将拥有独特的半导体性能：带隙大小与锑烯相似、也可实现间接带隙直接带隙转化、还具有拓扑绝缘体的能带反转特性和更强的自旋轨道耦合效应。

3、现有技术中，二维层状砷锑材料的制备属于本领域内的技术空白。在二维材料的制备中，通常存在产量低、制备成本高昂等问题，无法实现高效、高质量地制备二维层状砷锑材料。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种二维层状砷锑材料，旨在解决现有技术制备二维层状砷锑材料产量低、制备成本高昂等问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种二维层状砷锑材料，包括步骤：

3、s1，提供砷锑层状合金；s2，将所述砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向所述混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得所述二维层状砷锑材料。

4、进一步地，在步骤s1中，所述砷锑层状合金的来源包括，将单质砷和单质锑混合后在封闭的保护气体氛围中进行退火处理，冷却后，得所述砷锑层状合金。

5、进一步地，所述单质砷和所述单质锑的摩尔比为1～2：1。

6、进一步地，所述退火处理包括：将所述反应容器于650～750℃下进行第一保温30～60min，并升温至800～900℃进行第二保温30～60min，再降温处理30～60min后自然冷却至室温。

7、进一步地，所述砷锑层状合金与所述第一有机分散剂的质量体积比为100mg：3～5ml。

8、进一步地，所述砷锑层状合金与所述第二有机分散剂的质量体积比为100mg：((80～400)-x)ml；其中，x为所述第一有机分散剂的加入量，x＝3～5ml。

9、进一步地，所述第一有机分散剂和所述第二有机分散剂分别为nmp、dmf、丙酮、二甲基亚砜、甲醇中的一种或多种。

10、进一步地，所述混合物为粒度为0.5～1mm的片状形貌的均匀粉末。

11、进一步地，所述液相剥离的方式为对所述加入所述第二有机分散剂后的混合物进行超声破碎；所述超声破碎的时长为2～4h；所述超声破碎的功率为100～200w。

12、进一步地，所述液相剥离之后还包括离心处理、过滤处理，得所述二维层状砷锑材料；其中，所述离心处理的转速为3000～6000rmp/min；所述离心处理的时长为10～20min。

13、本发明达到的有益效果：

14、本发明提供的二维层状砷锑材料的制备方法仅对砷锑层状合金和有机分散剂的混合物进行湿磨和液相剥离的操作。该方法简单易操作，成本较低，通过该制备方法可以获得低成本大量的二维层状砷锑材料。填补了二维层状砷锑材料的制备技术的空白，解决了现有技术中二维材料制备产量低、制备成本高昂的问题，实现了二维层状砷锑材料的高效制备，获得的二维层状砷锑材料应用前景广阔。

技术特征：

1.一种二维层状砷锑材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，在步骤s1中，所述砷锑层状合金的来源包括，将单质砷和单质锑混合后在封闭的保护气体氛围中进行退火处理，冷却后，得所述砷锑层状合金。

3.根据权利要求2所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述单质砷和所述单质锑的摩尔比为1～2：1。

4.根据权利要求2所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述退火处理包括：将所述反应容器于650～750℃下进行第一保温30～60min，并升温至800～900℃进行第二保温30～60min，再降温处理30～60min后自然冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述砷锑层状合金与所述第一有机分散剂的质量体积比为100mg：3～5ml。

6.根据权利要求5所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述砷锑层状合金与所述第二有机分散剂的质量体积比为100mg：((80～400)-x)ml；其中，x为所述第一有机分散剂的加入量，x＝3～5ml。

7.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述第一有机分散剂和所述第二有机分散剂分别为nmp、dmf、丙酮、二甲基亚砜、甲醇中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述混合物为粒度为0.5～1mm的片状形貌的均匀粉末。

9.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述液相剥离的方式为对所述加入所述第二有机分散剂后的混合物进行超声破碎；

10.根据权利要求1所述的二维层状砷锑材料，其特征在于，所述液相剥离之后还包括离心处理、过滤处理，得所述二维层状砷锑材料；

技术总结
本发明提供了一种二维层状砷锑材料，包括步骤：S1，提供砷锑层状合金；S2，将砷锑层状合金以及第一有机分散剂在无氧、无水环境下湿磨，得混合物；向混合物中加入第二有机分散剂进行液相剥离，得二维层状砷锑材料。该方法简单易操作，成本较低，通过该制备方法可以获得低成本大量的二维层状砷锑材料。填补了二维层状砷锑材料的制备技术的空白，解决了现有技术中二维材料制备产量低、制备成本高昂的问题，实现了二维层状砷锑材料的高效制备，获得的二维层状砷锑材料应用前景广阔。

技术研发人员：梁彦杰,廖艺,彭聪,柴立元,闵小波,赵飞平,柯勇,林璋,刘振兴,付泽霖
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14