本發(fā)明屬于熒光和催化納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙性能硒化鉬納米材料及其在小分子物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、二維材料是目前研究最廣泛的材料類之一，近年來發(fā)展迅速，受到材料學(xué)科、物理、化學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域數(shù)千名科學(xué)家的極大關(guān)注。自2004年單片石墨烯的成功分離表明，嚴格意義上的二維(2d)材料可以在有限的溫度下存在。自此，石墨烯的制備方法得到了很多研究工作者的探究。同時，由于石墨烯在載流子濃度、遷移率、導(dǎo)熱系數(shù)等方面具有優(yōu)異的特性，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著科技的不斷發(fā)展，各個領(lǐng)域的要求越來越高。石墨烯的零帶隙的缺陷限制了其應(yīng)用，滿足不了越來越高的要求。

2、隨著石墨烯的發(fā)現(xiàn)，其他二維材料逐步進入人們的視野，其中二維層狀材料—過渡金屬鹵化物引起了巨大轟動，以硫化鉬(mos2)、硒化鉬(mose2)為代表。其中，單分子層的硒化鉬在納米電子、光子、傳感器、催化、晶體管等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，雖然單層的硒化鉬在多種方面具有優(yōu)異的性能，但是單層硒化鉬制備條件和過程苛刻、復(fù)雜，導(dǎo)致產(chǎn)量極低。

3、硒化鉬與石墨烯結(jié)構(gòu)類似，但具有自己獨特的光電性質(zhì)。硒化鉬具有可調(diào)控的帶隙，隨著其帶隙的變化其展現(xiàn)的性能發(fā)生顯著變化，為此研究者發(fā)展了很多調(diào)節(jié)材料性質(zhì)的方法，其中，化學(xué)摻雜法是調(diào)節(jié)材料性質(zhì)較為有效的方法，一般摻雜元素分為金屬和非金屬兩類，如金屬銅、鎳、鐵等，而非金屬元素有硼、硫、磷等。利用元素摻雜來調(diào)整材料的物理化學(xué)性質(zhì)，以達到增強和改變其性質(zhì)的目的，現(xiàn)有技術(shù)中利用元素摻雜兩種元素后雖然可以調(diào)控材料的性質(zhì)，但性質(zhì)單一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N雙性能硒化鉬納米材料及其在小分子物質(zhì)檢測中的應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的單層的硒化鉬制備條件和過程苛刻復(fù)雜產(chǎn)量低，利用元素摻雜摻雜兩種元素后其性質(zhì)單一的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本申請?zhí)峁┝艘环N雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟，將一定量的硒化鉬(mose2)粉末、三聚氰胺(c3n3(nh2)3)粉末和硼酸(h3bo3)粉末混合后得到混合物，將該混合物加入至有機溶劑中進行超聲處理后得到黑色混合溶液，然后將黑色混合溶液干燥后得到黑色粉末；將黑色粉末置于惰性氣體條件下進行高溫煅燒，冷卻至室溫得到粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物反復(fù)洗滌、干燥后得到硼、氮雙摻雜的雙性能硒化鉬納米材料。

3、在一實施例中，所述硒化鉬粉末、三聚氰胺、以及硼酸的質(zhì)量比為1：(4-5)：(4-5)。

4、在一實施例中，所述有機溶劑為無水乙醇。

5、在一實施例中，所述混合物的超聲時間為1h-2h，超聲功率為200w-300w，在室溫下進行超聲。

6、在一實施例中，將所述黑色混合溶液放置于鼓風(fēng)干燥箱中進行干燥，干燥的溫度為80℃-90℃。

7、在一實施例中，所述惰性氣體為氮氣，在氮氣條件下，將黑色粉末放置于石英管式爐中進行高溫煅燒，石英管式爐的升溫速率為10℃/min，石英管式爐的煅燒溫度達到400℃后，煅燒時間維持4-5h。

8、在一實施例中，采用乙醇和蒸餾水對粗產(chǎn)物反復(fù)洗滌3-5次。

9、在一實施例中，所述洗滌后的粗產(chǎn)物放置在烘箱中進行干燥，干燥溫度為80℃-90℃。

10、根據(jù)本申請的第二個方面，本申請?zhí)峁┝艘环N由上述所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法制備得到的雙性能硒化鉬納米材料，其特征在于，所述制備得到的雙性能硒化鉬納米材料具有層狀結(jié)構(gòu)。

11、根據(jù)本申請的第三個方面，本申請?zhí)峁┝松鲜鏊龅木哂袑訝罱Y(jié)構(gòu)的雙性能硒化鉬納米材料在不同濃度的汞離子以及葡萄糖檢測中的應(yīng)用。。

12、本申請?zhí)峁┝艘环N雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，包括以下步驟：將一定量的硒化鉬粉末(mose2)、三聚氰胺粉末(c3n3(nh2)3)和硼酸(h3bo3)粉末混合后得到混合物，將該混合物加入至有機溶劑中，放置在超聲儀中進行超聲處理后得到黑色混合溶液，然后將黑色混合溶液干燥后得到黑色粉末；將黑色粉末置于惰性氣體條件下進行高溫煅燒，冷卻至室溫得到粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物反復(fù)洗滌、干燥后得到硼、氮雙摻雜的雙性能硒化鉬納米材料。本申請通過采用超聲-高溫摻雜的方法制備得到具有雙性能的硒化鉬納米材料，采用了簡單、綠色的材料制備方法，該方面具有原料價格便宜、操作簡單、反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好等特點，并且得到的產(chǎn)物產(chǎn)量高、重復(fù)性強，制備得到具有雙性能的硒化鉬納米材料具有典型的層狀結(jié)構(gòu)、較強的熒光強度、高催化性能，在熒光材料、光電材料、納米酶等方面具有良好的應(yīng)用前景，制備得到的具有熒光和催化特性的雙性能納米材料作為探針可以用于對小分子物質(zhì)的分析和檢測。

技術(shù)特征：

1.一種雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：所述硒化鉬粉末、三聚氰胺、以及硼酸的質(zhì)量比為1：(4-5)：(4-5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為無水乙醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：所述混合物的超聲時間為1h-2h，超聲功率為200w-300w，在室溫下進行超聲。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：將所述黑色混合溶液放置于鼓風(fēng)干燥箱中進行干燥，干燥的溫度為80℃-90℃，干燥時間為3h-4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氮氣，在氮氣條件下，將黑色粉末放置于石英管式爐中進行高溫煅燒，石英管式爐的升溫速率為10℃/min，石英管式爐的煅燒溫度達到400℃后，煅燒時間維持4-5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙性能硒化鉬納米材料的制備方法，其特征在于：采用乙醇和蒸餾水對粗產(chǎn)物反復(fù)洗滌3-5次。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙性能硒化鉬納米材料納米材料的制備方法，其特征在于：所述洗滌后的粗產(chǎn)物放置在烘箱中進行干燥，干燥溫度為80℃-90℃。

9.一種由權(quán)利要求1-8任意一項所述的納米材料的制備方法制備得到的雙性能硒化鉬納米材料，其特征在于，所述制備得到的雙性能硒化鉬納米材料具有層狀結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有層狀結(jié)構(gòu)的雙性能硒化鉬納米材料在小分子物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種雙性能硒化鉬納米材料及其在小分子物質(zhì)檢測中的應(yīng)用，屬于熒光和催化納米材料領(lǐng)域，本發(fā)明以大塊硒化鉬、三聚氰胺、硼酸為原料，通過超聲混合、剝離，并在高溫煅燒下實現(xiàn)雙元素摻雜，成功制備具有熒光和催化性能的硒化鉬納米材料。本發(fā)明制備的材料具有較強的熒光強度、高催化性能、高穩(wěn)定性、易保存等優(yōu)點，不僅擴寬了硒化鉬在光學(xué)、催化材料等方面的應(yīng)用前景，還為更多無機納米材料的性能調(diào)控和制備提供了新思路。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉,馮波,卿太平,張鵬
受保護的技術(shù)使用者：河南科技學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30