[發明專利]微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810216480.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108671963B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 鄧萌;陳飛;陳玨
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J35/02;H01L51/46;H01L51/42
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 沈春紅

一種微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備方法，其特征在于：首先通過水熱法制備微/納米結構硫化鎘材料，然后將微/納結構硫化鎘和苯胺低聚物溶于有機溶劑中充分混合，利用π?π堆積和靜電作用，形成微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料分散液，最后去除溶劑獲得復合材料。采用本發明的方法可制得一種微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料，本發明方法經濟有效、具有普遍適用性，本發明所制得的復合材料相比單純的微納結構硫化鎘及苯胺低聚物具有更大的電容和顯著提高的光電響應性能。

技術領域

本發明涉及一種微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備方法，屬微/納米材料制備領域。

背景技術

硫化鎘(CdS)是一種優良的半導體材料，其帶隙為2.42eV，具有優良的光電化學特性，且其光電性能會隨其晶粒尺寸及形態變化，在太陽能電池、光電催化、光敏傳感等光電器件領域具有誘人的應用前景。利用不同制備方法和條件獲得不同微/納結構的硫化鎘半導體材料一直是無機半導體材料領域研究熱點之一，其中水/溶劑熱法是可控制備硫化鎘材料的一種常用方法。另一方面，硫化鎘粒子容易團聚，在可見光下容易發生光腐蝕，為克服其固有缺陷，可將其與導電高分子材料進行復合。聚苯胺是一種本征型導電高分子材料，具有合成方法簡單、摻雜機制獨特、導電率高、比電容高等特性，在超級電容器電極材料等電化學領域具有重要的研究價值，其與硫化鎘的復合物已經受到廣泛研究。聚苯胺/硫化鎘復合材料可以通過π-π堆積、靜電作用等相互作用堆疊而成，常用的方法有電化學聚合法、原位化學氧化聚合法、溶膠-凝膠法、自組裝法等。這些方法獲得的復合材料中有機/無機組分協同作用，具有較好的光電效應。但由于聚苯胺具有長鏈共軛結構，其復合材料往往剛性較大、難以溶解加工，因此，需要尋求一種合適的替代材料與硫化鎘進行復合，簡單快捷地制備光電轉換效率更高、循環性能穩定、較易加工的復合材料。

苯環數目在4以上的苯胺低聚物具有與聚苯胺相似的氧化還原性、摻雜性和電化學性能，常被作為聚苯胺的模型化合物進行研究，而其溶解和加工性能都優于聚苯胺。摻雜后的苯胺低聚物不僅保留了聚苯胺的大多數特性，還可通過結晶的方法形成有序堆疊，進一步提高電導率和電子遷移率，因此在防腐涂料、電致變色膜及電化學傳感器方面都有很大的應用前景。由于苯胺低聚物可溶于乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等常用溶劑，也常常被用于替代聚苯胺，用于輔助石墨烯、二硫化鉬等納米結構材料在溶劑中的分散。而微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備迄今未見報道。

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種加工性能優良，光電響應性能優越的微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的制備方法，制備過程包括：首先通過水熱法制備微/納米結構硫化鎘材料，然后將微/納結構硫化鎘和苯胺低聚物溶于有機溶劑中充分混合，利用π-π堆積和靜電作用，形成微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料分散液，最后去除溶劑獲得復合材料。

具體的，本發明上述制備微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料的方法，制備步驟包括：

(1)將含鎘前驅體、含硫前驅體以及螯合劑溶于水中制得溶液；

(2)將步驟(1)中制得的溶液加熱，反應完全后，冷卻至室溫并進行離心處理，將離心所得沉淀用水和乙醇進行洗滌，干燥，制得微/納結構硫化鎘；

(3)將步驟(2)中制得的微/納結構硫化鎘、苯胺低聚物溶于有機溶劑中充分混合制得分散液，離心處理后將沉淀干燥，制得微/納結構硫化鎘/苯胺低聚物復合材料。

本發明步驟(1)中所述的含鎘前驅體為硝酸鎘、硫酸鎘或乙酸鎘，步驟(1)中的水為去離子水。

本發明步驟(1)中所述的含硫前驅體為硫脲、硫代乙酰胺、升華硫或半胱氨酸。

本發明步驟(1)中所述的螯合劑為還原型谷胱甘肽或六次甲基四胺，步驟(1)中得到溶液后、將溶液的pH值調節至4～10。