一種硒化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種硒化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料及其制備方法，采用離子絡(luò)合方法及氧化石墨烯片為硬模板制備。首先利用可溶性鉛鹽與氧化石墨烯中的羧酸基團(tuán)的絡(luò)合和靜電作用，將鉛離子固定在氧化石墨烯的表面，然后緩慢滴加少量堿性溶液，氫氧根離子和羧酸根離子間的靜電排斥作用使得氧化石墨烯片層間保持一定間距；在氮氣保護(hù)下制備硒的前驅(qū)體溶液，并將其加入氧化石墨烯?鉛離子絡(luò)合物中回流反應(yīng)；再加入還原劑將其中的氧化石墨烯片還原，制得硒化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。本發(fā)明制備條件簡單，操作便利，可多次重復(fù)，所得石墨烯?量子點復(fù)合材料不僅具有石墨烯的高電子傳輸性能，而且具較高的賽貝克系數(shù)，在熱電領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)材料領(lǐng)域，具體涉及一種砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從2004年以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯能作為單層石墨片存在，石墨烯的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)及電學(xué)等性質(zhì)被廣泛研究;而且，由于石墨烯在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)及電學(xué)等方面具有獨特的性能，石墨烯將在電子電路、導(dǎo)電膜、催化、光導(dǎo)、隱形、復(fù)合材料增強(qiáng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]砸化鉛是一種窄禁帶寬度的IV-VI族半導(dǎo)體化合物，在紅外探測、溫差電等領(lǐng)域有著廣泛用途。這類材料禁帶窄，具有良好的光電導(dǎo)效應(yīng)，噪聲低，對外界條件的響應(yīng)比較靈敏，適于制造敏感器件。砸化鉛量子點是量子點材料領(lǐng)域的研究熱點。根據(jù)量子尺寸效應(yīng)，砸化鉛量子點在顆粒小于其玻爾半徑(46nm)時，具有一些特殊的性質(zhì)，可以應(yīng)用于紅外激光器，光纖放大器等領(lǐng)域。同時，由于砸化鉛具有較高的電導(dǎo)率和大的賽貝克系數(shù)，在溫差發(fā)電領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。石墨烯為二維納米材料，可作為其他無機(jī)納米粒子或有機(jī)材料的載體或模板劑，而且由于其高的載流子迀移率，在電子或離子傳導(dǎo)領(lǐng)域具有巨大的作用。
[0004]目前，采用化學(xué)法來制備砸化鉛量子點主要有兩種方式:有機(jī)相合成法和水相合成法。有機(jī)相合成法采用大量的有機(jī)溶劑中，其優(yōu)點是能制備出單分散的量子點，但不足之處是操作溫度較高，有機(jī)試劑價格昂貴、毒性大。而水相合成法是以水作為溶劑，優(yōu)點是成本低、操作簡單、毒性低等，但是制備的量子點不穩(wěn)定，易于團(tuán)聚。因此，如何利用水相合成法制備出低成本、穩(wěn)定的砸化鉛量子點，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料及其制備方法，不僅具有石墨烯的高電子傳輸性能，而且具備量子點特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的量子尺寸效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，制備工藝簡單、效率高、成本低，可實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點在石墨稀的兩個表面均勾分布，量子點尺寸為2-30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μπι范圍，石墨烯和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為X，X的取值范圍為(0-1)且不為O。
[0008]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I)將可溶性鉛鹽加入到氧化石墨烯的水溶液中，得到混合溶液;然后向所述混合溶液中加入堿性溶液調(diào)節(jié)PH至9-10，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0010]2)在氮氣保護(hù)下制備砸的前驅(qū)體溶液；
[0011]3)在氮氣保護(hù)下，按照Se粉與Pb(NO3)2的物質(zhì)的量比為(1-10):1，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后于20-180°C回流反應(yīng)I?24h，反應(yīng)完成后分離出黑色固體；
[0012]4)將步驟3)所得黑色固體加入水中，超聲分散均勻后加入還原劑，并加堿調(diào)整pH至12-13，然后在攪拌條件下于40?100°C回流反應(yīng)2?24h后，分離出所得固體產(chǎn)物，即為砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0013]按上述方案，所述步驟4)還可以為:將步驟3)所得黑色固體加入水中，并加入表面活性劑，超聲分散均勻后加入還原劑，在攪拌條件下于40?100°C回流反應(yīng)2?24h后，分離出所得固體產(chǎn)物，即為砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[OOM]按上述方案，所述氧化石墨稀溶液濃度為0.2?20mg/ml。氧化石墨稀溶液的制備方法為:將氧化石墨超聲分散于水中，得氧化石墨烯溶液。其中，超聲分散的時間以0.5?2h為宜。
[0015]按上述方案，所述可溶性鉛鹽與氧化石墨烯的質(zhì)量比為(I?10):1。
[0016]按上述方案，所述可溶性鉛鹽為硝酸鉛、硫酸鉛、醋酸鉛等鉛鹽中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。
[0017]按上述方案，所述堿性溶液為濃氨水、氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。優(yōu)選地，所述濃氨水的濃度通常為28wt%，密度為0.89g/ml ；氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的濃度為I %?20 %。
[0018]按上述方案，所述砸的前驅(qū)體溶液的制備方法是:在氮氣保護(hù)下，按照Se粉與NaHB4的質(zhì)量比為1: (1-5)，將Se粉加入到配置的NaHB4水溶液中，其中NaHB4溶液的濃度為O?21mol/L，使Se粉完全溶解即可得到，砸的前驅(qū)體溶液。
[0019]按上述方案，所述步驟4)中黑色固體產(chǎn)物與水的質(zhì)量比為(1.5X10—3?4.0X10- 2):1。
[0020]按上述方案，所述步驟4)中加入還原劑之前還加入表面活性劑，表面活性劑與水的質(zhì)量比為(10—4?10—3):1。
[0021]按上述方案，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉等陰離子表面活性。
[0022]按上述方案，所述還原劑為硼氫化鈉、乙二胺或水合肼等，還原劑與氧化石墨烯質(zhì)量比為(15-60):1。
[0023]本發(fā)明采用的原理為:采用離子絡(luò)合方法及氧化石墨烯片為硬模板，制備所述砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料。首先利用可溶性鉛鹽在水中電離出的二價鉛離子與氧化石墨烯表面的羧酸基團(tuán)之間的螯合和靜電作用，將鉛離子錨定在氧化石墨烯的表面，而且富余的二價鉛離子還可以通過離子簇的形式聚集在螯合的鉛離子周圍，鉛離子就被固定在氧化石墨烯的表面，然后緩慢滴加少量堿性溶液，氫氧根離子和羧酸根離子間的靜電排斥作用使得氧化石墨烯片層間保持一定間距;氧化石墨烯-鉛離子的絡(luò)合物再和Se的前驅(qū)體反應(yīng)，得到氧化石墨烯-砸化鉛復(fù)合物;再通過還原劑將其中的氧化石墨烯還原成石墨烯，即可得到砸化鉛量子點負(fù)載的石墨烯復(fù)合材料。本發(fā)明制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，所述砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料不僅具有石墨烯的高電子傳輸性能，而且具備量子點特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的量子尺寸效應(yīng)和邊緣效應(yīng)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0025]I)本發(fā)明在水相中合成砸化鉛量子點，直接利用可溶性鉛鹽與氧化石墨烯中的羧酸基團(tuán)的絡(luò)合和靜電作用，將鉛離子錨定在氧化石墨烯的表面，不需要引入其它巰基試劑，同時二者的協(xié)同作用，降低了粒子的團(tuán)聚趨勢，充分利用了氧化石墨烯片的模板作用和限域效應(yīng)，將砸化鉛量子點負(fù)載在其表面，形成二維雜化結(jié)構(gòu)，氧化石墨烯制約著砸化鉛量子點的尺寸。
[0026]2)本發(fā)明制備的砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料，能充分利用砸化鉛量子點的高的賽貝克系數(shù)，及石墨烯優(yōu)異的電子傳輸效應(yīng)，而且具備量子點特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的量子尺寸效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的熱電性能，在納米器件和能源轉(zhuǎn)換器件等領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。
[0027]3)本發(fā)明制備的砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料由砸化鉛量子點負(fù)載氧化石墨烯而成，砸化鉛量子點尺寸可控，直徑在2-30nm之間。
[0028]4)本發(fā)明制備的砸化鉛量子點-石墨烯復(fù)合材料對改善半導(dǎo)體量子點體系的電導(dǎo)率，制作柔性大面積石墨烯-半導(dǎo)體量子點復(fù)合體系薄膜及其溫差電轉(zhuǎn)化具有重要的應(yīng)用價值。
[0029]5)相對現(xiàn)有的砸化鉛量子點的制備方法，本發(fā)明具有反應(yīng)試劑毒性低，工藝簡單，成本低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0030]圖1是實施例1制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的XRD圖。
[0031]圖2是實施例1制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的透射電鏡圖。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實施例1
[0034]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.34:1。
[0035]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0036]I)將10mg氧化石墨加入到10ml去離子水中，超聲分散lh，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.35g硝酸鉛(0.0Olmol),攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至9，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0037]2)在N2保護(hù)下，將1ml去離子水和0.15gNaHB4(0.0039mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.15gSe粉(0.0019mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0038]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至60°C，回流反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0039]4)將步驟3)所得黑色固體加入10ml的去離子水中，超聲分散lh，加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉(0.0OOHmol)(其中，黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為1.5 X 10—3:1，表面活性劑與去離子水的質(zhì)量比為5X 10—4:1)，然后加入3ml的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90°C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60°C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨稀復(fù)合材料。
[0040]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，由圖1可知本實施例所得產(chǎn)物X射線衍射分析得到的衍射峰所對應(yīng)的2Θ值分別為26.0、29.5、42.4、53、65，相應(yīng)的晶面分別為(111)，(200)，(220)，(222)，(400)與標(biāo)準(zhǔn)卡片對照為砸化鉛的晶體衍射圖，說明該復(fù)合材料中含有砸化鉛，由圖2可知，所得產(chǎn)物為砸化鉛量子點隨機(jī)分散在石墨烯片層上，可估計量子點的直徑在2_30nm范圍內(nèi)。
[0041 ] 實施例2
[0042]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.34:1。
[0043]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0044]I)將10mg氧化石墨加入到10ml去離子水中，超聲分散lh，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.35g硝酸鉛(0.0Olmol),攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至10，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0045]2)在N2保護(hù)下，將1ml去離子水和0.15gNaHB4(0.0039mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.15gSe粉(0.0019mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0046]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至120°C，回流反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0047]4)將步驟3)所得黑色固體加入10ml的去離子水中，超聲分散lh，加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉(0.00014mo I)(黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為1.5 X I O—3:1，表面活性劑與去離子水的質(zhì)量比為5X 10—4:1)，然后加入3ml的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90 0C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60 0C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0048]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，砸化鉛量子點尺寸為2-30nmo
[0049]實施例3
[0050]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.58:1。
[0051 ]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0052]I)將200mg氧化石墨加入到200ml去離子水中，超聲分散2h，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.20g硝酸鉛(0.0006mol)，攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至9，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0053]2)在N2保護(hù)下，將20ml去離子水和0.30gNaHB4(0.0078mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.30gSe粉(0.0038mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0054]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至120°C，氮氣保護(hù)下回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0055]4)將步驟3)所得黑色固體加入200ml的去離子水中(其中，黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為1.9\10—3:1)，超聲分散111，然后加入21111氨水(的28%)，31111的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90°C，加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60°C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0056]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，由透射電鏡可以觀察到砸化鉛量子點尺寸在2?30nm范圍。
[0057]實施例4
[0058]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.5:1。
[0059]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0060]I)將200mg氧化石墨加入到200ml去離子水中，超聲分散2h，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.40g硝酸鉛(0.0012mol)，攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至9，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0061 ] 2)在N2保護(hù)下，將20ml去離子水和0.30gNaHB4(0.0078mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.30gSe粉(0.0038mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0062]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至120°C，氮氣保護(hù)下回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0063]4)將步驟3)所得黑色固體加入200ml的去離子水中(其中，黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為2.0\10—3:1)，超聲分散111，然后加入21111氨水(的28%)，31111的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90°C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60°C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0064]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，砸化鉛量子點尺寸為2-30nmo
[0065]實施例5
[0066]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.46:1。
[0067]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0068]I)將200mg氧化石墨加入到200ml去離子水中，超聲分散2h，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.50g硝酸鉛(0.0015mol)，攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至9，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0069]2)在N2保護(hù)下，將20ml去離子水和0.30gNaHB4(0.0078mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.30gSe粉(0.0038mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0070]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至120°C，氮氣保護(hù)下回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0071]4)將步驟3)所得黑色固體加入200ml的去離子水中(其中，黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為2.35\10—3:1)，超聲分散111，然后加入21111氨水(的28%)，31111的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90°C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60°C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0072]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，砸化鉛量子點尺寸為2-30nmo
[0073]實施例6
[0074]—種砸化鉛量子點一石墨烯復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨烯表面，量子點尺寸為10_30nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍，石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.17:1。
[0075]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0076]I)將200mg氧化石墨加入到200ml去離子水中，超聲分散2h，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入0.70g硝酸鉛(0.002mol)，攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至9，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0077]2)在N2保護(hù)下，將20ml去離子水和0.30gNaHB4(0.0078mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入0.30gSe粉(0.0038mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0078]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至120°C，氮氣保護(hù)下回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0079]4)將步驟3)所得黑色固體加入200ml的去離子水中(其中，黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為2.96\10—3:1)，超聲分散111，然后加入21111氨水(的28%)，31111的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90°C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60°C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0080]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，砸化鉛量子點尺寸為2-30nmo
[0081 ] 實施例7
[0082]—種砸化鉛量子點一石墨稀復(fù)合材料，砸化鉛量子點負(fù)載在石墨稀表面，量子點尺寸為50_80nm，石墨稀的層數(shù)約為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.Ομπι范圍，石墨烯和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為0.35:1ο
[0083]上述砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0084]I)將Ig氧化石墨加入到10ml去離子水中，超聲分散lh，得氧化石墨烯溶液；向所得氧化石墨烯溶液中，加入3.312g硝酸鉛(0.0lmol)，攪拌靜置片刻，滴加少量氨水調(diào)節(jié)pH至10，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液；
[0085]2)在N2保護(hù)下，將50ml去離子水和39.5gNaHB4( 1.04mol)混合，攪拌至NaHB4溶解，然后向其中加入7.9gSe粉(0.1mol)，待黑色物質(zhì)反應(yīng)完全溶液變澄清后，即得到砸的前驅(qū)體溶液；
[0086]3)在％保護(hù)下，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后將反應(yīng)液緩慢升溫至100°C，氮氣保護(hù)下回流反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾得黑色固體；
[0087]4)將步驟3)所得黑色固體加入10ml的去離子水中，超聲分散lh，加入0.1g十二烷基苯磺酸鈉(0.00028mol)(黑色固體產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為4.0X10—2:1，表面活性劑與去離子水的質(zhì)量比為10 X 10—4:1)，然后加入40ml的85%水合肼(1.03g/ml)，在攪拌條件下在90 0C加熱回流24h后，經(jīng)抽濾、多次水洗、60 0C烘干，得黑色的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。
[0088]本實施例制得的砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料，量子點直徑為2?30nm。
[0089]本發(fā)明涉及的各原料及其上下限取值、區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時間等)的下限取值以及區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。以上所述實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種砸化鉛量子點--石墨烯復(fù)合材料，其特征在于砸化鉛量子點負(fù)載在石墨烯表面，量子點在石墨烯的兩個表面均勻分布，砸化鉛量子點尺寸為2-30nm，石墨烯的層數(shù)為I?5層，石墨稀的長和寬均在500nm?2.0μηι范圍內(nèi)，其中石墨稀和砸化鉛量子點的質(zhì)量比為Χ，0<Χ< I。2.—種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將可溶性鉛鹽加入到氧化石墨烯的水溶液中，得到混合溶液;然后向所述混合溶液中加入堿性溶液至pH為9-10，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液； 2)在氮氣保護(hù)下制備砸的前驅(qū)體溶液； 3)在氮氣保護(hù)下，按照Se粉與Pb(NO3)2的物質(zhì)的量比為(1-10):1，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后于20-180°C回流反應(yīng)l-24h，反應(yīng)完成后分離出黑色固體； 4)將步驟3)所得黑色固體加入水中，超聲分散均勻后加入還原劑，并加堿調(diào)整pH至12-13，然后在攪拌條件下于40?100°C回流反應(yīng)2?24h后，分離出所得固體產(chǎn)物，即為砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。3.—種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將可溶性鉛鹽加入到氧化石墨烯的水溶液中，得到混合溶液;然后向所述混合溶液中加入堿性溶液至pH為9-10，得到氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液； 2)在氮氣保護(hù)下制備砸的前驅(qū)體溶液； 3)在氮氣保護(hù)下，按照Se粉與Pb(NO3)2的物質(zhì)的量比為(1-10):1，將步驟2)所得砸的前驅(qū)體溶液加入到步驟I)所得氧化石墨烯-鉛離子絡(luò)合物溶液中，然后于20-180°C回流反應(yīng)l-24h，反應(yīng)完成后分離出黑色固體； 4)將步驟3)所得黑色固體加入水中，并加入表面活性劑，超聲分散均勻后加入還原劑，在攪拌條件下于40?100°C回流反應(yīng)2?24h后，分離出所得固體產(chǎn)物，即為砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述氧化石墨烯溶液濃度為0.2?20mg/ml。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述步驟I)中可溶性鉛鹽與氧化石墨烯的質(zhì)量比為(I?10):1。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述可溶性鉛鹽為硝酸鉛、硫酸鉛、醋酸鉛中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于在氮氣保護(hù)下，按照Se粉與NaHB4的質(zhì)量比為1:(1-5)，將Se粉加入到NaHB4水溶液中，使Se粉完全溶解，其中NaHB4水溶液的濃度為O?2 Imo I /L。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述表面活性劑為陰離子表面活性劑，選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉中的一種;所述還原劑為硼氫化鈉、乙二胺或水合肼中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于還原劑與氧化石墨烯的的質(zhì)量比為(15?60):1。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種砸化鉛量子點負(fù)載石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述步驟4)中表面活性劑與水的質(zhì)量比為(10—4?10—3):1。
【文檔編號】C01B31/04GK105836716SQ201610176411
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】杜飛鵬, 李晶晶, 謝歲歲, 張云飛, 吳艷光, 蔣燦
【申請人】武漢工程大學(xué)