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一种类石墨烯二维纳米材料的宏量制备技术
类型:近年来,一类新型的二维层状材料——类石墨烯二维纳米材料,引起了物理、化学、材料、电子等众多领域研究人员的广泛关注,其中以类石墨烯过渡金属硫属化合物(MoS2、WS2、TiS2、MoSe2、WSe2等)和六方氮化硼(h-BN)作为代表。由于类石墨烯二维纳米材料具有独特的结构和界面性质和高的比表面积,因此在润滑剂、光电、催化、化学和生物传感、太阳能电池及能源存储等领域展示出了很大的应用潜力。
成交数量:本项目依据离子插层剥离和高速剪切剥离的双重剥离机制,具有可控的强力剪切和混合作用及强化传质和微观混合的特性,产品易规模放大,采用液相还原剥离法制备纳米二维二硫化钼,原料剥离利用率100%,尺寸100~500nm,层数:60%<5层。
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(一)所属产业类别:新材料

(二)项目介绍

近年来,一类新型的二维层状材料——类石墨烯二维纳米材料,引起了物理、化学、材料、电子等众多领域研究人员的广泛关注,其中以类石墨烯过渡金属硫属化合物(MoS2、WS2、TiS2、MoSe2、WSe2等)和六方氮化硼(h-BN)作为代表。由于类石墨烯二维纳米材料具有独特的结构和界面性质和高的比表面积,因此在润滑剂、光电、催化、化学和生物传感、太阳能电池及能源存储等领域展示出了很大的应用潜力。本项目依据离子插层剥离和高速剪切剥离的双重剥离机制,具有可控的强力剪切和混合作用及强化传质和微观混合的特性,产品易规模放大,采用液相还原剥离法制备纳米二维二硫化钼,原料剥离利用率100%,尺寸100~500nm,层数:60%<5层。

(三)技术创新点:

1.  原料来源广:人工合成二硫化钼和天然二硫化钼均可,原料来源广;氧化石墨可从市场购买,也可根据实际情况少加或不加。

2.  绿色环保:无废水废气排放,减少环境污染;采用CO2作为碳包覆材料碳源,具有环保的优势,同时可以用于CO2的回收利用。

3.  成本低,产品质量高:反应条件温和(常温常压),操作简单,无需昂贵的试剂和药品,溶剂易回收利用。

4.  尺寸可控,产品质量好:转速、剥离时间、添加剂等实验参数可以实现精准的调节,保证了纳米二维二硫化钼制备的重复性和可控性;产品由剥离法制得,缺陷少,层数低,多在六层以内;未加入表面活性剂对产品无污染,纯度高。

5.  普适性:本项目可针对不同的应用领域,做出多样产品(水相浆料、有机相浆料、纳米片粉体),还可根据实际应用需要,做成半成品。所用设备都来自市场定型设备,具有很好的产业化前景。

(四)市场前景分析:

随着石墨烯研究的广泛开展,其它类石墨烯二维材料比如MoS2、WS2等的研究也越来越引起人们的广泛关注。类石墨烯二维纳米材料,它包括二维过渡金属二硫化物(MoS2、WS2、TiS2、VS2 等)以及六方氮化硼(BN)等。具有类石墨烯二维结构的过渡金属二硫化物(TMDCs),显示出优异的光学、电学、电化学等方面的性质,因此在电子器件、晶体管、锂离子电池、传感器和光催化等方面的应用前景非常广阔。层状材料的剥离为多功能复合材料的制备提供了一种有效的途径。将剥离的二维纳米片可以作为基本结构单元,通过不同纳米单元或与其它客体粒子的复合组装,可以制备出一系列新颖的多功能层状材料。本技术方法合成工艺简单,成本低廉,生产效率高,适宜规模化生产,制备的类石墨烯二维纳米片与碳的复合材料,可以应用于润滑剂、化学及生物传感、光催化、锂/钠离子电极材料等,市场需求和产业化前景非常广阔

(五)目前应用状态:

实验室阶段用做润滑材料及钠离子电池负极材料

(六)科研团队介绍:

团队现有包括国家千人计划专家、国家杰青/万人计划获得者、泰山学者青年专家、山东省优青和青岛大学特聘教授/卓越人才等组成的团队主要成员19人,在站博士后2人,在读博士和硕士研究生分别4和60人。平台配有3000余万元的大型仪器设备。


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