一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法及其应用

本发明属于材料合成，尤其涉及一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法及其应用。

背景技术：

1、近年来，二维晶体的不断发展，使得范德华异质结构的研究逐渐发展并成为了二维材料科学的热点之一。通过范德华力把不同的二维材料堆叠起来，能够得到具有理想性质的结构，即范德华结构。目前在这种结构中，石墨烯/六方氮化硼较受欢迎。

2、专利(cn202010350768.7)中公开了具有绝缘导热性能的石墨烯-氮化硼复合薄膜及其制备方法，(1)采用纤维素纳米晶辅助超声分散法制备六方氮化硼水分散液；(2)取石墨烯氧化物水分散液与六方氮化硼水分散液混合，涂膜烘干，得到薄膜；(3)将薄膜进行化学还原或高温退火，即得到目的产物。该方法需要化学还原或高温手段，制备条件严苛。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法及其应用，该方法反应条件温和，不需要昂贵的专业设备，且合成时间较短。

2、本发明提供了一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法，包括以下步骤：

3、将石墨烯氧化物、六方氮化硼和水混合，得到混合物溶液；

4、将所述混合物溶液和金属盐混合，搅拌，静置，去除上清液，得到剩余混合液；

5、将所述剩余混合液抽滤，干燥，得到石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜。

6、优选地，所述石墨烯氧化物和水的质量比为1:200～5000；

7、所述六方氮化硼和水的质量比为1:2000～5000；

8、所述六方氮化硼和石墨烯氧化物的质量比为0.1～2:1。

9、优选地，所述金属盐选自硫酸盐、硝酸盐或盐酸盐；

10、所述金属盐中金属元素选自铝、铜、钙、镁、钴、镍、或锌；

11、所述金属盐和石墨烯氧化物的质量比大于等于0.2:1。

12、优选地，金属盐为硫酸铝，金属盐和石墨烯氧化物的质量比大于等于0.2:1；

13、或金属盐为硫酸铜或硫酸钙，金属盐和石墨烯氧化物的质量比大于等于1.6:1；

14、或金属盐为硫酸镁、硫酸钴、硫酸镍或硫酸锌，金属盐和石墨烯氧化物的质量比大于等于3.2:1。

15、优选地，所述搅拌的时间为0.5～2h；

16、所述静置的时间为1～2h。

17、优选地，干燥的温度低于70℃。

18、优选地，将石墨烯氧化物、六方氮化硼和水混合，得到混合物溶液具体包括：

19、1)将石墨烯氧化物和水混合，超声处理，得到石墨烯氧化物分散液；

20、2)将六方氮化硼和水混合，超声处理，得到六方氮化硼分散液；

21、3)将所述石墨烯氧化物分散液和六方氮化硼分散液混合后加水稀释，得到混合物溶液。

22、优选地，所述步骤1)和步骤2)中超声处理的时间均为4～12h；

23、所述石墨烯氧化物分散液中石墨烯氧化物和水的质量比为1:200～5000；

24、所述六方氮化硼分散液中六方氮化硼和水的质量比为1:2000～5000；

25、所述步骤3)的混合物溶液中水和石墨烯氧化物的质量比为2500～20000:1。

26、本发明提供了一种上述技术方案所述石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜在紫外光探测器制备中的应用。

27、本发明提供了一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯氧化物、六方氮化硼和水混合，得到混合物溶液；将所述混合物溶液和金属盐混合，搅拌，静置，去除上清液，得到剩余混合液；将所述剩余混合液抽滤，干燥，得到石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜。本发明提供的方法采用的反应条件温和，无需昂贵的专业设备；通过加入金属盐，使得异质结构薄膜的层与层之间结合紧密，利于器件的制作，结构也会更加稳定，无需后续进行退火处理；反应产物直接成膜，且容易从抽滤膜上分离，进行简单的电路连接可以直接应用于紫外光探测器中。

技术特征：

1.一种石墨烯氧化物-氮化硼异质结构薄膜的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯氧化物和水的质量比为1:200～5000；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐选自硫酸盐、硝酸盐或盐酸盐；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，金属盐为硫酸铝，金属盐和石墨烯氧化物的质量比大于等于0.2:1；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为0.5～2h；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，干燥的温度低于70℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将石墨烯氧化物、六方氮化硼和水混合，得到混合物溶液具体包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)中超声处理的时间均为4～12h；

9.一种权利要求1～8任一项所述石墨烯氧化物-氮化硼异质结构在紫外光探测器制备中的应用。

技术总结
本发明提供了一种石墨烯氧化物‑氮化硼异质结构薄膜的制备方法及其应用，包括以下步骤：将石墨烯氧化物、六方氮化硼和水混合，得到混合物溶液；将所述混合物溶液和金属盐混合，搅拌，静置，去除上清液，得到剩余混合液；将所述剩余混合液抽滤，干燥，得到石墨烯氧化物‑氮化硼异质结构薄膜。本发明提供的方法采用的反应条件温和，无需昂贵的专业设备；通过加入金属盐，使得异质结构薄膜的层与层之间结合紧密，利于器件的制作，结构也会更加稳定，无需后续进行退火处理；反应产物直接成膜，且容易从抽滤膜上分离，进行简单的电路连接可以直接应用于紫外光探测器中。

技术研发人员：朱晓斌,刘文娜
受保护的技术使用者：苏州市职业大学（苏州开放大学）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19