1.一种单原子压电材料的制备方法,其特征在于包括:
至少使压电材料与金属单原子源在140~180℃进行水热反应,制得单原子压电材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述压电材料包括h-bn、mos2、sns2、mose2、sno2、ws2、crte2中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述压电材料为二维压电材料;
和/或,所述金属单原子源包括金属无机物和/或金属有机物;优选的,形成所述金属无机物和/或金属有机物的金属包括w、cr、co、pt、mo、ni、pd、rh中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述金属有机物包括羰基金属有机配合物;优选的,所述金属单原子源包括w(co)6、w(co)4、cr(co)6、ni(co)4、mo(co)6、na2wo4中的任意一种或两种以上的组合;尤其优选为w(co)6。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于包括:使所述压电材料与金属单原子源及溶剂混合后,再进行所述的水热反应2~6h;
优选的,使压电材料、金属单原子源与溶剂混合形成水热反应体系,之后以5~10℃/min的升温速率将所述水热反应体系的温度升至140~180℃并进行水热反应,制得所述单原子压电材料;
优选的,所述溶剂包括甲苯和油胺的混合溶剂;
和/或,所述制备方法还包括:在所述水热反应完成后,对所获混合物进行洗涤、分离、干燥处理;
优选的,所述洗涤处理使用的洗涤溶剂包括乙醇、正己烷、环己烷、乙醇、氯仿中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述干燥处理的温度40~80℃,时间为6~10h。
4.由权利要求1-3中任一项所述方法制备的单原子压电材料;
优选的,所述单原子压电材料包括作为载体的压电材料及负载于所述载体表面的金属单原子,所述金属单原子通过与载体表面原子间的化学键合作用负载于所述载体表面;
优选的,所述单原子压电材料中金属单原子的含量为1.5~2.5wt%。
5.权利要求4所述的单原子压电材料于制备压电器件中的用途。
6.一种压电器件的制备方法,其特征在于包括:
采用权利要求1-3中任一项所述方法制备单原子压电材料;
将所述单原子压电材料、封装材料、固化剂混合均匀,之后将所获混合物施加于导电基底表面并通过组装形成压电器件。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于具体包括:
将所述单原子压电材料与分散剂混合形成单原子压电材料分散液,再加入封装材料混合均匀,之后通过干燥处理,获得单原子压电材料与封装材料的混合物;
以及,将所述单原子压电材料与封装材料的混合物与固化剂混合均匀,之后将所获混合物施加于导电基底的导电面并通过组装形成所述压电器件;
优选的,所述封装材料包括聚二甲基硅氧烷;
优选的,所述分散剂包括乙醇和/或丙酮;
优选的,所述固化剂包括含氢硅油;优选的,所述固化剂包括二甲基硅油;
优选的,所述导电基底包括导电玻璃,优选为单面导电玻璃;更优选的,所述单面导电玻璃包括单面镀有氧化铟锡的ito导电玻璃、fto导电玻璃、pet-ito导电薄膜中的任意一种或两种以上的组合;
优选的,所述制备方法包括:采用旋涂和/或喷涂的方式将所获混合物施加于导电玻璃的导电面并通过组装形成压电器件;优选的,所述制备方法包括:以600~1200rpm的旋涂转速将所获混合物旋涂于导电玻璃的导电面并通过组装形成压电器件;
优选的,所述封装材料与固化剂的质量比为10~20∶1。
8.由权利要求6或7所述方法制备的压电器件,所述压电器件包括沿设定方向依次设置的第一导电玻璃层、压电材料层以及第二导电玻璃层,所述压电材料层由所述单原子压电材料与封装材料固化形成。
9.根据权利要求8所述的压电器件,其特征在于:所述第一导电玻璃层与第二导电玻璃层均为单面导电玻璃;优选的,所述单面导电玻璃包括单面镀有氧化铟锡的ito导电玻璃、fto导电玻璃、pet-ito导电薄膜中的任意一种或两种以上的组合;
和/或,所述第一导电玻璃层、第二导电玻璃层的导电面均与所述压电材料层接触设置;
和/或,所述压电材料层的厚度为0.4~0.6mm。
10.一种提升压电材料性能的方法,其特征在于包括:至少使压电材料与金属单原子源在140~180℃进行水热反应,从而使所述压电材料负载金属单原子;
优选的,使所述压电材料与金属单原子源及溶剂混合后,再进行所述的水热反应;
更优选的,使压电材料、金属单原子源与溶剂混合形成水热反应体系,之后以5~10℃/min的升温速率将所述水热反应体系的温度升至140~180℃并进行所述的水热反应;
优选的,所述压电材料包括h-bn、mos2、sns2、mose2、sno2、ws2、crte2中的任意一种或两种以上的组合;更优选的,所述压电材料为二维压电材料;
优选的,所述金属单原子源包括金属无机物和/或金属有机物;更优选的,形成所述金属无机物和/或金属有机物的金属包括w、cr、co、pt、mo、ni、pd、rh中的任意一种或两种以上的组合;更优选的,所述金属有机物包括羰基金属有机配合物;更优选的,所述金属单原子源包括w(co)6、w(co)4、cr(co)6、ni(co)4、mo(co)6、na2wo4中的任意一种或两种以上的组合;尤其优选为w(co)6;
优选的,所述溶剂包括甲苯和油胺的混合溶剂;
优选的,在所述水热反应完成后,对所获混合物进行洗涤、分离、干燥处理;更优选的,所述洗涤处理使用的洗涤溶剂包括乙醇、正己烷、环己烷、乙醇、氯仿中的任意一种或两种以上的组合;更优选的,所述干燥处理的温度40~80℃,时间为6~10h。