本發(fā)明涉及金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超薄金屬氧化物納米片的制備方法及其應(yīng)用，尤其涉及一種氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄金屬氧化物納米片的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

近些年來(lái)，納米材料得到了蓬勃發(fā)展，納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)稱納米材料，是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1～100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長(zhǎng)度，它的性質(zhì)因?yàn)閺?qiáng)相干所帶來(lái)的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔點(diǎn)、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)。

納米材料具體可以是材料在某一維、二維或三維方向上的尺度達(dá)到納米尺度。納米材料可以分為零維材料、一維材料、二維材料、三維材料。其中零維材料是指電子無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)的材料，如量子點(diǎn)、納米顆粒與粉末；一維材料是指電子僅在一個(gè)非納米尺度方向上自由運(yùn)動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng))，如納米線性結(jié)材料、量子線，最具代表的是碳納米管(carbon nanotube)；二維材料是指電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度(1～100nm)上自由運(yùn)動(dòng)(平面運(yùn)動(dòng))的材料，如納米片、納米薄膜、超晶格、量子阱；三維材料是指電子可以在三個(gè)非納米尺度上自由運(yùn)動(dòng)，如納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒結(jié)構(gòu)(納米結(jié)構(gòu)材料)。

這其中，二維材料是伴隨著石墨烯而受到廣泛關(guān)注，而隨著科學(xué)家開(kāi)始對(duì)石墨稀的研究進(jìn)一步深入，尤其是超薄納米片因其潛在的理論價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景引起了科學(xué)家的關(guān)注。一方面，超薄納米片較之相應(yīng)的體相材料，不但具有增強(qiáng)的物質(zhì)本征性能，同時(shí)可能產(chǎn)生一些體相材料所不具有的奇特性質(zhì)；另一方面它被認(rèn)為是連接材料微觀電子結(jié)構(gòu)和宏觀超薄、透明、柔性電子器件的橋梁，能夠保證功能最大化而外形最小化。而且由于超高的比表面積，一些超薄二維納米材料具有良好的催化性能，特別是電催化性能。例如超薄二維過(guò)渡金屬硫族化合物對(duì)析氫反應(yīng)具有較高的催化活性，摻雜石墨烯(如氮摻雜石墨烯)是對(duì)氧氣還原反應(yīng)是一種高效的無(wú)金屬電催化劑，部分氧化的層狀金屬氧化物納米材料可以高效的電催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料。此外，層狀雙金屬氫氧化物被用于高效電催化析氧反應(yīng)等等。因此，如何大規(guī)模制備具有催化性能的超薄二維納米材料成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。如《自然通訊》2014年第5卷3813頁(yè)報(bào)道了一種利用嵌段共聚物P123制備金屬氧化物超薄二維納米片的普遍方法，制備了TiO₂、ZnO、Co₃O₄、WO₃等金屬氧化物超薄二維納米片。該實(shí)驗(yàn)方法新穎，但是，該方法使用了成本相對(duì)較高的嵌段共聚物，并且制備過(guò)程不可控，導(dǎo)致超薄二維納米片厚度不均勻，最終產(chǎn)品的電化學(xué)性能不穩(wěn)定，不適合大量制備。

因此，如何找到一種更簡(jiǎn)單，條件溫和以及過(guò)程可控的超薄二維納米片的制備方法，使其更適于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)化，已成為業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種超薄金屬氧化物納米片的制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明采用氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄金屬氧化物納米片，制備方法簡(jiǎn)單，條件溫和，過(guò)程可控，有利于工業(yè)化實(shí)現(xiàn)，而且本發(fā)明制備的超薄金屬氧化物納米片尺寸均勻。

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物納米片的制備方法，包括以下步驟：

A)將可溶性金屬源、氧化銅納米片和水混合形成反應(yīng)溶液，靜置后再進(jìn)行水熱反應(yīng)后，得到金屬氧化物納米片。

優(yōu)選的，所述可溶性金屬源中的金屬元素包括VIII族金屬元素、IV B族金屬元素、V B族金屬元素、VI B族金屬元素、VII B族金屬元素和IIB族金屬元素中的一種或多種；

所述可溶性金屬源包括可溶性金屬鹵化物、可溶性金屬硝酸鹽、可溶性金屬醋酸鹽和可溶性金屬硫酸鹽中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)溶液中所述可溶性金屬源的濃度為0.01～0.2mol/L；

所述可溶性金屬源與所述氧化銅納米片的摩爾比為(0.1～5)：1。

優(yōu)選的，所述金屬氧化物納米片的厚度為0.2～50nm；

所述氧化銅納米片的厚度為小于等于100nm；

所述氧化銅納米片包括氧化銅納米片分散液；

所述氧化銅納米片分散液的濃度為0.5～5mg/L。

優(yōu)選的，所述靜置的時(shí)間為1～48h；

所述水熱反應(yīng)的溫度為100～200℃；所述水熱反應(yīng)的時(shí)間為1～10h。

優(yōu)選的，所述氧化銅納米片由以下步驟制備：

1)將強(qiáng)酸弱堿性銅鹽、表面活性劑和水混合，加入氨水再混合后，得到配合物溶液；

2)向上述步驟得到的配合物溶液中加入強(qiáng)堿繼續(xù)混合，得到氧化銅納米片。

優(yōu)選的，所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽包括硫酸銅、氯化銅和硝酸銅中的一種或多種；

所述表面活性劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種；

所述強(qiáng)堿包括氫氧化鈉和/或氫氧化鉀；

所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽與表面活性劑的摩爾比為(0.001～20)：1；

所述氨水與所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽的摩爾比為(0.1～10)：1；

所述強(qiáng)堿與所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽的摩爾比為(1～10)：1。

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物納米片，所述金屬氧化物納米片為超薄金屬氧化物納米片；

所述金屬氧化物納米片的厚度為0.2～1.5nm。

優(yōu)選的，所述金屬氧化物納米片中的金屬元素包括鈷、鐵、鎳、錳、錫、鎢、鋅、鎘、鉻和鉬中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所制備的金屬氧化物納米片或上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物納米片在光電催化、電子器件、能源存儲(chǔ)或光電探測(cè)方面的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物納米片的制備方法，包括以下步驟，將可溶性金屬源、氧化銅納米片和水混合形成反應(yīng)溶液，靜置后再進(jìn)行水熱反應(yīng)后，得到金屬氧化物納米片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的超薄納米片制備過(guò)程不可控，導(dǎo)致超薄二維納米片厚度不均勻，最終產(chǎn)品的電化學(xué)性能不穩(wěn)定，不適合大量制備的缺陷。本發(fā)明利用二維無(wú)機(jī)金屬氧化物納米材料作為模板誘導(dǎo)制備了二維超薄金屬氧化物納米片，將氧化銅納米片、可溶性金屬鹽和水混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到金屬氧化物納米片，如NiO納米片、Fe₂O₃納米片、MnO₂納米片、SnO₂納米片以及鐵鎳、鐵錫等二元金屬氧化物納米片。本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜設(shè)備，條件溫和，模板材料容易獲得，過(guò)程可控，原材料來(lái)源廣泛，有利于工業(yè)化實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明以二維CuO納米片為模板材料，采用外延生長(zhǎng)法得到超薄金屬氧化物納米片，其表面平整，尺寸均一，生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面。在此制備過(guò)程中，研究二維納米片誘導(dǎo)效應(yīng)有助于深入理解超薄二維材料外延生長(zhǎng)機(jī)理，并有助于指導(dǎo)制備超薄二維功能材料，所制備出的超薄二維氧化物納米材料在光電催化、電子器件、能源存儲(chǔ)、光電探測(cè)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的金屬氧化物納米片的制備方法，以氧化銅納米片作為模板，誘導(dǎo)制備了一系列超薄氧化物納米片，片徑尺寸可以在200nm左右，厚度最小能達(dá)到0.2～1.5nm，而且具有OER催化性質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的透射電鏡照片；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的掃描電鏡照片；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的透射電鏡照片；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的掃描電鏡照片；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的透射電鏡照片；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的掃描電鏡照片；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的X射線衍射圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例3制備的超薄MnO₂納米片的透射電鏡照片；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例4制備的超薄SnO₂納米片的透射電鏡照片；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例5制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例6制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例7制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片；

圖14為本發(fā)明實(shí)施例8制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例9制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片；

圖16為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的透射電鏡照片；

圖17為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的掃描電鏡照片；

圖18為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖；

圖19為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖；

圖20為本發(fā)明實(shí)施例7制備的超薄FeNiO_x納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖；

圖21為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。

本發(fā)明所有原料，對(duì)其來(lái)源沒(méi)有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。

本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒(méi)有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純或金屬氧化物納米材料領(lǐng)域常規(guī)的純度即可。

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物納米片的制備方法，包括以下步驟：

A)將可溶性金屬源、氧化銅納米片和水混合形成反應(yīng)溶液，靜置后再進(jìn)行水熱反應(yīng)后，得到金屬氧化物納米片。

本發(fā)明對(duì)所述靜置的條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的靜置的條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述靜置的時(shí)間優(yōu)選為1～48h，更優(yōu)選為5～45h，更優(yōu)選為10～40h，最優(yōu)選為20～30h。

本發(fā)明對(duì)所述水熱反應(yīng)的條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的水熱反應(yīng)的條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述水熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為100～200℃，更優(yōu)選為120～180℃，更優(yōu)選為130～170℃，最優(yōu)選為140～160℃；所述水熱反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為1～10h，更優(yōu)選為2～9h，更優(yōu)選為3～8h，最優(yōu)選為4～7h。

本發(fā)明對(duì)所述制備的金屬氧化物納米片的參數(shù)沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述金屬氧化物納米片優(yōu)選為超薄金屬氧化物納米片，所述金屬氧化物納米片的厚度具體可以為0.2～50nm，也可以為1.0～40nm，也可以為2.0～30nm，也可以為5.0～10nm；或者為0.5～5nm，或者為1.0～4nm，或者為1.5～3.5nm，或者為2.0～3.0nm。

本發(fā)明對(duì)步驟A)的具體操作沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為避免部分可溶性金屬源在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)溶液中出現(xiàn)溶氧現(xiàn)象，影響后續(xù)產(chǎn)品的制備和形貌，所述步驟A)可以在無(wú)氧條件下進(jìn)行，也可以先將可溶性金屬源與水混合，再加入氧化銅納米片形成反應(yīng)溶液。進(jìn)一步的，本發(fā)明為提高制備過(guò)程中，混合的均勻性和反應(yīng)的均勻穩(wěn)定性，所述氧化銅納米片優(yōu)選包括氧化銅納米片分散液，從而更好的提高反應(yīng)溶液的分散性。本發(fā)明對(duì)所述氧化銅納米片分散液的具體條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氧化銅納米片分散液的條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述氧化銅納米片分散液的濃度優(yōu)選為0.5～5mg/L，更優(yōu)選為1.0～4.5mg/L，更優(yōu)選為1.5～4.0mg/L，最優(yōu)選為2.0～3.5mg/L。

此外，本發(fā)明為提高反應(yīng)效率、產(chǎn)品純度和可用性，所述水熱反應(yīng)后，優(yōu)選還包括后處理步驟。本發(fā)明對(duì)所述后處理步驟的具體參數(shù)和操作沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的后處理步驟的具體參數(shù)和操作即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述后處理包括過(guò)濾收集、洗滌和干燥中的一種或多種，更優(yōu)選為依次包括過(guò)濾收集、洗滌和干燥中的一種或多種，最優(yōu)選為依次包括過(guò)濾收集、洗滌和干燥。本發(fā)明對(duì)上述具體過(guò)程的具體條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的過(guò)濾收集、洗滌和干燥的具體條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，所述洗滌優(yōu)選為多次洗滌，更優(yōu)選為水洗和有機(jī)溶劑洗滌，最優(yōu)選為采用水洗和醇洗進(jìn)行洗滌，具體可以為水洗1～3次，醇洗1～3次。所述干燥優(yōu)選為室溫干燥，更優(yōu)選為室溫干燥5～24h。

本發(fā)明對(duì)所述可溶性金屬源沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的可溶性金屬鹽即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述可溶性金屬源優(yōu)選為可溶性金屬鹽，更具體優(yōu)選包括可溶性金屬鹵化物、可溶性金屬硝酸鹽、可溶性金屬醋酸鹽和可溶性金屬硫酸鹽中的一種或多種，更優(yōu)選為可溶性金屬鹵化物、可溶性金屬硝酸鹽、可溶性金屬醋酸鹽或可溶性金屬硫酸鹽，最優(yōu)選為可溶性金屬氯化物或可溶性金屬硝酸鹽。本發(fā)明對(duì)所述本發(fā)明對(duì)所述可溶性金屬源中的金屬元素沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)金屬元素即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述可溶性金屬源中的金屬元素優(yōu)選包括VIII族金屬元素、IV B族金屬元素、V B族金屬元素、VI B族金屬元素、VII B族金屬元素和IIB族金屬元素中的一種或多種，更優(yōu)選為VIII族金屬元素、IV B族金屬元素、V B族金屬元素、VI B族金屬元素、VII B族金屬元素和IIB族金屬元素中的一種或兩種，具體可以為鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、銥、鉑、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳和锝中的一種或兩種，更具體優(yōu)選包括鈷、鐵、鎳、錳、錫、鎢、鋅、鎘、鉻和鉬中的一種或多種，更優(yōu)選為鈷、鐵、鎳、錳、錫、鎢、鋅、鎘、鉻和鉬中的一種或兩種，最優(yōu)選為鐵、鈷、鎳、錫、錳、鎢、鐵錫或鐵鎳。本發(fā)明對(duì)所述可溶性金屬源的用量沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述反應(yīng)溶液中所述可溶性金屬源的濃度優(yōu)選為0.01～0.2mol/L，更優(yōu)選為0.03～0.18mol/L，更優(yōu)選為0.05～0.15mol/L，最優(yōu)選為0.08～0.12mol/L。

本發(fā)明對(duì)所述氧化銅納米片沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的氧化銅納米片即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述氧化銅納米片的厚度優(yōu)選為小于等于100nm，更優(yōu)選為10～80nm，更優(yōu)選為30～60nm，最優(yōu)選為40～50nm。本發(fā)明對(duì)所述氧化銅納米片的用量沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述可溶性金屬源與所述氧化銅納米片的摩爾比優(yōu)選為(0.1～5)：1，更優(yōu)選為(0.5～4.5)：1，更優(yōu)選為(1～4)：1，最優(yōu)選為(2～3)：1。

本發(fā)明對(duì)所述氧化銅納米片的來(lái)源沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氧化銅納米片的制備方法制備或市售購(gòu)買(mǎi)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述氧化銅納米片優(yōu)選由以下步驟制備：

1)將強(qiáng)酸弱堿性銅鹽、表面活性劑和水混合，加入氨水再混合后，得到配合物溶液；

2)向上述步驟得到的配合物溶液中加入強(qiáng)堿繼續(xù)混合，得到氧化銅納米片。

本發(fā)明首先將強(qiáng)酸弱堿性銅鹽、表面活性劑和水混合，加入氨水再混合后，得到配合物溶液。

本發(fā)明對(duì)所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的銅的強(qiáng)酸弱堿鹽即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽優(yōu)選包括硫酸銅、氯化銅和硝酸銅中的一種或多種，更優(yōu)選為包括硫酸銅、氯化銅或硝酸銅，最優(yōu)選為氯化銅。

本發(fā)明對(duì)所述表面活性劑沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的表面活性劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述表面活性劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種，更優(yōu)選為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇或十六烷基三甲基溴化銨，最優(yōu)選為聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。本發(fā)明對(duì)所述表面活性劑的加入量沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的表面活性劑常規(guī)加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽與表面活性劑的摩爾比優(yōu)選為(0.001～20)：1，更優(yōu)選為(0.01～15)：1，更優(yōu)選為(0.1～10)：1，最優(yōu)選為(1～5)：1。

本發(fā)明對(duì)所述氨水的加入量沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類(lèi)似反應(yīng)中氨水的常規(guī)加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述氨水與所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽的摩爾比優(yōu)選為(0.1～10)：1，更優(yōu)選為(0.5～8)：1，更優(yōu)選為(1～5)：1，最優(yōu)選為(2～4)：1。

本發(fā)明對(duì)所述再混合的方式和條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)混合方式和條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述再混合的方式優(yōu)選為攪拌混合；所述再混合的時(shí)間優(yōu)選為5min～12h，更優(yōu)選為30min～6h，最優(yōu)選為1～4h。

本發(fā)明隨后向上述步驟得到的配合物溶液中加入強(qiáng)堿繼續(xù)混合，得到氧化銅納米片。

本發(fā)明對(duì)所述強(qiáng)堿沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的強(qiáng)堿即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述強(qiáng)堿優(yōu)選包括氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，更優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀，最優(yōu)選為氫氧化鈉。本發(fā)明對(duì)所述強(qiáng)堿的加入量沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的強(qiáng)堿的常規(guī)加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述強(qiáng)堿與所述強(qiáng)酸弱堿性銅鹽的摩爾比優(yōu)選為(1～10)：1，更優(yōu)選為(2～9)：1，更優(yōu)選為(3～8)：1，最優(yōu)選為(4～7)：1。

本發(fā)明對(duì)所述繼續(xù)混合的方式和條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)混合方式和條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述繼續(xù)混合的方式優(yōu)選為攪拌混合；所述繼續(xù)混合的時(shí)間優(yōu)選為12～120h，更優(yōu)選為30～100h，最優(yōu)選為50～80h。

本發(fā)明為提高反應(yīng)效率、氧化銅納米片的純度和可用性，所述得到氧化銅納米片后，優(yōu)選還包括后處理步驟。本發(fā)明對(duì)所述后處理步驟的具體參數(shù)和操作沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的后處理步驟的具體參數(shù)和操作即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述后處理包括過(guò)濾收集、洗滌、超聲和干燥中的一種或多種，更優(yōu)選為依次包括過(guò)濾收集、洗滌和超聲中的一種或多種，最優(yōu)選為依次包括過(guò)濾收集、洗滌和超聲。本發(fā)明對(duì)上述具體過(guò)程的具體條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的過(guò)濾收集、洗滌和超聲的具體條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，所述洗滌優(yōu)選為多次洗滌，更優(yōu)選為水洗，具體可以為水洗1～5次，或者為2～4次。所述超聲的時(shí)間優(yōu)選為1～30min，更優(yōu)選為5～25min，最優(yōu)選為10～20min。本發(fā)明為提高氧化銅納米片可用性，上述后處理步驟后得到氧化銅納米片，還可以分散在水中，形成氧化銅納米片分散液。

本發(fā)明經(jīng)過(guò)上述步驟制備得到了金屬氧化物納米片，本發(fā)明以二維氧化銅納米片為模板材料采用外延生長(zhǎng)法得到超薄金屬氧化物納米片。通過(guò)調(diào)節(jié)氧化銅表面的表面活性劑的含量和可溶性金屬源在反應(yīng)液中的濃度，從而調(diào)節(jié)得到表面平整，尺寸均一，生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面的超薄金屬氧化物納米片，即通過(guò)改變不同可溶性金屬源的摩爾比來(lái)改變材料的性能。本發(fā)明上述制備方法無(wú)需復(fù)雜設(shè)備，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，模板材料容易獲得，原材料來(lái)源廣泛，有利于展開(kāi)大規(guī)模的制備。

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物納米片，所述金屬氧化物納米片為超薄金屬氧化物納米片；其中所述金屬氧化物納米片的厚度為0.2～1.5nm，優(yōu)選為0.2～1.3nm，更優(yōu)選為0.2～1.2nm，更優(yōu)選為0.2～1.0nm，最優(yōu)選為0.2～0.8nm。

本發(fā)明對(duì)所述金屬氧化物納米片的選擇范圍和優(yōu)選原則，如無(wú)特別注明，與前述金屬氧化物納米片制備過(guò)程中的選擇范圍和優(yōu)選原則均一致，在此不再一一贅述。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所制備的金屬氧化物納米片或上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物納米片在光電催化、電子器件、能源存儲(chǔ)或光電探測(cè)方面的應(yīng)用。

本發(fā)明對(duì)所述金屬氧化物納米片在光電催化、電子器件、能源存儲(chǔ)或光電探測(cè)中的具體應(yīng)用方式和應(yīng)用條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的金屬氧化物納米片的常規(guī)應(yīng)用方式和應(yīng)用條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的金屬氧化物納米片的制備方法，以氧化銅納米片作為模板，誘導(dǎo)制備了一系列超薄氧化物納米片，片徑尺寸可以在200nm左右，厚度最小能達(dá)到0.2～1.5nm，而且具有OER催化性質(zhì)。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種超薄金屬氧化物納米片的制備方法及其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍也不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)驗(yàn)中所用藥品和試劑均購(gòu)買(mǎi)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，水熱密閉反應(yīng)容器為福建盛鑫機(jī)械有限公司生產(chǎn)的不銹鋼反應(yīng)釜。

實(shí)施例1

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的透射電鏡照片。參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的掃描電鏡照片。參見(jiàn)圖18，圖18為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氧化銅納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖。由圖1、圖2和圖18可以看出，制備的氧化銅納米片由氧化銅納米線組裝而成，片徑尺寸在1.3μm左右，從原子力顯微鏡圖中可以看出，氧化銅納米片的厚度為10nm，納米片的尺寸和厚度非常均一。

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄NiO納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，與濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液5mL混合，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的透射電鏡照片。參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的掃描電鏡照片。參見(jiàn)圖19，圖19為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖。由圖3、圖4和圖19可以看出，該納米片為正六邊形狀，片徑尺寸在100～200nm之間，原子力顯微鏡顯示其厚度為0.6nm。生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，呈魚(yú)鱗狀排列，透射電鏡圖片的襯度較低，說(shuō)明納米片的厚度很小。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備的超薄NiO納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。由圖5可以看出，氧化銅納米片誘導(dǎo)制備的Fe₂O₃NSs，F(xiàn)eNiO_x NSs，和NiO NSs均具有一定的OER(析氧反應(yīng))催化性質(zhì)，其中鐵鎳原子比為1:1的二元鐵鎳氧化物納米片的OER性質(zhì)最好，10mA/cm²過(guò)電勢(shì)在350mV左右。

實(shí)施例2

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄Fe₂O₃納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，與濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液5mL混合(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的透射電鏡照片。參見(jiàn)圖7，圖7為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的掃描電鏡照片。參見(jiàn)圖8，圖8為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超薄Fe₂O₃納米片的X射線衍射圖。由圖6～圖8可以看出，得到的納米片為Fe₂O₃物相，納米片的尺寸(片徑)在100～200nm之間，其中部分氧化鐵納米片垂直氧化銅片生長(zhǎng)。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2制備的Fe₂O₃納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例3

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄MnO₂納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，與濃度為0.024mol/L的氯化錳溶液5mL混合，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3制備的超薄MnO₂納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖9，圖9為本發(fā)明實(shí)施例3制備的超薄MnO₂納米片的透射電鏡照片。由圖9可以看出，MnO₂納米片的尺寸在100nm左右。

實(shí)施例4

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄SnO₂納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，與濃度為0.024mol/L的氯化錫溶液5mL混合，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4制備的超薄SnO₂納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖10，圖10為本發(fā)明實(shí)施例4制備的超薄SnO₂納米片的透射電鏡照片。由圖10可以看出，SnO₂納米片由細(xì)小的氧化錫納米顆粒組裝而成，尺寸和氧化銅納米片相當(dāng)，在1～2μm左右。

實(shí)施例5

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeNiO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液0.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液4.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例5制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖11，圖11為本發(fā)明實(shí)施例5制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片。由圖11可以看出，F(xiàn)e、Ni摩爾比在1:9時(shí)，成片質(zhì)量不是很好。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例5制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例6

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeNiO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液1.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液3.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例6制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖12，圖12為本發(fā)明實(shí)施例6制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片。由圖12可以看出，F(xiàn)e、Ni摩爾比在3:7時(shí)，得到的FeNiO_x納米片尺寸在200nm左右，均勻的生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，部分納米片垂直生長(zhǎng)；氧化銅納米片在金屬氯化物水解的過(guò)程中局部被刻蝕，為FeNiO_x納米片的生長(zhǎng)提供動(dòng)力。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例6制備的FeNiO_x納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例7

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeNiO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液2.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液2.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例7制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖13，圖13為本發(fā)明實(shí)施例7制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片。參見(jiàn)圖20，圖20為本發(fā)明實(shí)施例7制備的超薄FeNiO_x納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖。由圖13和圖20可以看出，F(xiàn)e、Ni摩爾比在5:5時(shí)，得到的FeNiO_x納米片尺寸在200nm左右，原子力顯微鏡圖顯示其厚度為0.71nm，均勻的生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，部分納米片垂直生長(zhǎng)；氧化銅納米片在金屬氯化物水解的過(guò)程中局部被刻蝕，為FeNiO_x納米片的生長(zhǎng)提供動(dòng)力。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例7制備的FeNiO_x納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例8

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeNiO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液3.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液1.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例8制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖14，圖14為本發(fā)明實(shí)施例8制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片。由圖14可以看出，F(xiàn)e、Ni摩爾比在7:3時(shí)，得到的FeNiO_x納米片尺寸在200nm左右，均勻的生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，部分納米片垂直生長(zhǎng)；氧化銅納米片在金屬氯化物水解的過(guò)程中局部被刻蝕，為FeNiO_x納米片的生長(zhǎng)提供動(dòng)力。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例8制備的FeNiO_x納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例9

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeNiO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液4.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化鎳溶液0.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例9制備的超薄FeNiO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖15，圖15為本發(fā)明實(shí)施例9制備的超薄FeNiO_x納米片的透射電鏡照片。由圖15可以看出，F(xiàn)e、Ni摩爾比在9:1時(shí)，得到的FeNiO_x納米片尺寸在200nm左右，均勻的生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，部分納米片垂直生長(zhǎng)；氧化銅納米片在金屬氯化物水解的過(guò)程中局部被刻蝕，為FeNiO_x納米片的生長(zhǎng)提供動(dòng)力。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例9制備的FeNiO_x納米片進(jìn)行檢測(cè)。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例制備的不同金屬氧化物納米片在O₂飽和溶液中(1mol/L KOH)的線性掃描伏安曲線圖。

實(shí)施例10

1、氧化銅納米片的合成

稱取3.0g五水硫酸銅和0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于300mL水中，將0.93mL氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～28％)用水稀釋到90mL，待硫酸銅和聚乙烯吡咯烷酮溶解后，將稀釋后的氨水與其混合，攪拌15min后，將2.4g氫氧化鈉溶于10mL水中形成氫氧化鈉溶液，將該氫氧化鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，之后將反應(yīng)液連續(xù)攪拌3天，離心水洗一次待用；

2、氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄FeSnO_x納米片

將濃度為1mg/mL氧化銅納米片水溶液30mL超聲20min，加入濃度為0.024mol/L的氯化亞鐵溶液4.5mL(在氯化亞鐵加入到水中溶解或與氧化銅溶液混合前都要先通20min N₂)和濃度為0.024mol/L的氯化錫溶液0.5mL，轉(zhuǎn)入50mL聚四氟乙烯內(nèi)襯，攪拌均勻后靜置24h。將這密閉反應(yīng)容器于170℃反應(yīng)2小時(shí)，取出自然冷卻后水洗1次，乙醇洗兩次，室溫干燥24h。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片進(jìn)行表征。

參見(jiàn)圖16，圖16為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的透射電鏡照片。參見(jiàn)圖17，圖17為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的掃描電鏡照片。參見(jiàn)圖21，圖21為本發(fā)明實(shí)施例10制備的超薄FeSnO_x納米片的原子力顯微鏡數(shù)據(jù)圖。由圖16和17可以看出，F(xiàn)e、Sn摩爾比在9:1時(shí)，得到的FeSnO_x納米片尺寸在200nm左右，厚度為1.4nm，均勻的生長(zhǎng)在氧化銅納米片的表面，部分納米片垂直生長(zhǎng)；氧化銅納米片在金屬氯化物水解的過(guò)程中局部被刻蝕，為FeSnO_x納米片的生長(zhǎng)提供動(dòng)力。

以上對(duì)本發(fā)明提供的一種氧化銅納米片誘導(dǎo)制備超薄金屬氧化物納米片的方法及其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實(shí)施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護(hù)的范圍通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)施例。如果這些其他實(shí)施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無(wú)實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實(shí)施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。