[發明專利]一種聚乙二醇/二硫化錫插層量子點及其水熱合成方法

有效

• 申請號: 201210388645.8
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102863955A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 宰建陶;錢雪峰;韓倩琰;李波;徐淼;黃守雙;肖映林;梁娜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明屬于無機材料制備技術領域，尤其是涉及一種聚乙二醇/二硫化錫插層量子點及其水熱合成方法。

背景技術

插層化合物的發現已有上百年的歷史。在1841年，C.Schafhautl將石墨浸入硫酸和硝酸的混合液中，發現沿垂直于解理面方向上石墨的膨脹幾乎達到原來的兩倍。本世紀30年代初，X線物相鑒定技術已頗完善，石墨的堿金屬插層化合物的結構已由衍射照片確定。許多無機化合物，如磷酸鹽類、金屬氧化物、二硫化物、層狀硅酸鹽等，也具有典型的層狀結構。這些化合物的特點是層板上的原子以強烈的共價鍵相互作用而層間以范德華力等分子間力作用。由于分子間作用力較弱，在一定條件下，一些極性分子可以通過吸附、插入、夾入、懸掛、柱撐、嵌入等方式破壞分子間力進入層狀化合物的層間而不破壞其層狀結構，這種層狀化合物稱為插層主體(Host)，進入的極性分子稱為插層客體(Guest)，產物稱為插層復合物(Intercalation?complex)。插層無機層狀化合物是一類重要的固體功能材料，在吸附、傳導、分離、環保、生物、催化、熱電、晶體管、能量轉化和存儲等諸多領域具有廣闊的應用。

二硫化錫(SnS₂)也具有CdI₂型的層狀結構，可作為“插層”的主體晶格。自1975年開始，最初的插層客體主要為Li、Na等堿金屬離子，主要是研究將SnS₂作為一種潛在的儲能材料，如鋰離子電池正極材料；隨后二茂鈷插層化合物以其特殊的磁學、光學和電學特性受到長期關注；隨后，碳酸丙烯酯、二元胺、及PVP、MEEP、POEGO、POMOE等柔性高分子材料也都被用作SnS₂插層化合物的插層客體。近年來研究發現當MEH-PPV、PFO、F8、F8BT等共軛化合物插入SnS₂之后會形成具有獨特的光學性質和光電響應特性的插層化合物。SnS₂插層化合物的合成方法主要有通過直接插層法、光輔助電化學合成和LiSnS₂剝層復合法。目前聚乙二醇/二硫化錫插層化合物主要通過先將二硫化錫與丁基鋰反應生成LiSnS₂剝層復合法，然后再與聚乙二醇復合的方法制備插層化合物(Ollivier，P.J.，et?al.，Chemical?Communications，1998，(15)，pp?1563-1564.)；且通過這種方法制備的聚乙二醇/二硫化錫插層化合物的性質和應用研究仍是空白。因此，具有新結構和新性質的聚乙二醇/二硫化錫插層化合物及其制備方法仍有待于進一步開發。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，尤其是現階段缺乏經濟、有效的聚乙二醇/二硫化錫插層量子點的制備方法的現狀，提供了一種在形成二硫化錫物相的同時，在聚乙二醇的作用下原位形成聚乙二醇/二硫化錫插層量子點的水熱合成方法。該方法工藝簡單，生產成本低，所得的聚乙二醇/二硫化錫插層量子點能進一步滿足工業需求。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種聚乙二醇/二硫化錫插層量子點，以二硫化錫為主體，以聚乙二醇為插層客體，聚乙二醇進入到二硫化錫層間，擴大二硫化錫層間距。

所述的聚乙二醇/二硫化錫插層化合物的層間距為0.94-0.97nm。

一種聚乙二醇/二硫化錫插層量子點的水熱合成方法，包括以下步驟：

(1)將錫鹽、硫源和插層客體按摩爾比為1∶2～20∶4～32混合加入到反應釜中，然后加入溶劑，配成錫鹽濃度為0.005～0.1mol/L的溶液，攪拌或超聲溶解；

(2)將反應釜密封，控制溫度140～220℃，反應時間1～72h，反應結束后將反應釜自然冷卻到室溫，將產物過濾或離心分離，用無水乙醇洗滌數次，真空抽干，即獲得聚乙二醇/二硫化錫插層量子點。

所述的錫鹽選自草酸亞錫、硫酸亞錫、氯化亞錫、氯化錫、乙酸錫或乙酸亞錫中的一種或多種。

所述的硫源為可以釋放出硫離子的化合物或單質。

所述的硫源為硫脲、二硫化碳或硫代乙酰胺。

所述的插層客體為分子量200到20000的聚乙二醇。

所述的溶劑為濃度0～2mol/L的鹽酸溶液。