[發明專利]一種硼量子點、及其穩定化處理方法和應用

有效

• 申請號: 202010071870.3
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111217375B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王慧奇;安鐸;李瑩;茍立;孫立文;曹紅紅;王延忠;李寧;常青;薛超瑞;胡勝亮
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C01B35/02
• 分類號: C01B35/02;B82Y40/00;B82Y20/00;C09K11/63;C09K11/02;H01M4/583;H01M10/0525;C01B32/168;C01B32/198;C01B32/194
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 溫霞云

本發明公開了一種硼量子點、及其穩定化處理方法和應用，屬于功能材料技術領域，涉及硼量子點技術，解決硼量子點難以穩定存在于空氣中這一技術問題。一種硼量子點穩定化處理方法，步驟為：（1）將分散在液相中的硼量子點溶液加入碳納米管和石墨烯溶液中，制得混合液；（2）將混合液攪拌，超聲破碎，離心收集沉淀物；（3）將沉淀物冷凍干燥，制得復合硼量子點樣品；（4）將步驟（3）冷凍干燥后的樣品在惰性環境下高溫處理，使硼量子點穩定存在于碳納米管和石墨烯中。與現有技術相比，本發明可獲得得到穩定的硼量子點復合材料，使硼量子點穩定的存在于碳納米管和石墨烯中。

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，涉及硼量子點技術，具體涉及一種硼量子點、及其穩定化處理方法和用。

背景技術

硼量子點是一種新型的硼納米材料，在光催化、光傳感、熒光成像和中子俘獲治療、新能源等領域具有重要的研究意義，并在生物、醫學、儲能器件、新型半導體器件等領域具備潛在應用價值。

目前用于制備硼納米結構的方法主要集中于磁控濺射法、化學氣相沉積法、超高真空分子束外延法。中國專利201910555713.7中公開了一種在室溫、常壓條件下，利用高能超聲破碎輔助液相剝離工藝制得高產率硼量子點的制備方法，具體是以硼粉作為制備熒光硼量子點的硼源，有機溶劑異丙醇、四氫呋喃作為雙驅動化學刻蝕劑，采用高能超聲破碎輔助液相剝離法制得硼量子點，所得硼量子點可以作為二次電池負極材料（硼的理論儲鋰容量為12 395 mA h g^?1）和硼中子俘獲治療的含硼藥物，具有大規模生產的潛力和廣闊的商業應用前景。然而該方法所制備的硼量子點僅能穩定存在于有機溶液，一旦暴露于空氣中，硼量子點極大地儲鋰性能和生物活性將會急劇降低，極大地限制了硼量子點的應用。

為了解決上述方法制備硼量子點所存在的上述問題，本發明提出了一種可以穩定化硼量子點的處理方法，實現了硼量子點從液相中完全剝離，以固相形成存在的目的。

發明內容

本發明是為了解決硼量子點難以穩定存在于空氣中這一技術問題，而提供了一種硼量子點，及其穩定化處理方法和應用，將硼量子點從液相轉移到了固相中，制得了穩定化硼量子點。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種硼量子點，一種硼量子點，是將分散在液相中的硼量子點加入至碳納米管與石墨烯溶液中，超聲破碎后、離心收集沉淀物，經冷凍干燥、高溫熱處理后得到的。

本發明還提供了一種硼量子點穩定化處理方法，步驟為：

（1）將分散在液相中的濃度為15～50mg/mL的硼量子點溶液加入至濃度為5～15mg/mL的碳納米管和石墨烯溶液中，制得混合液；

（2）將混合液攪拌，超聲破碎，以8000～10000rpm的離心速率離心20～40min，收集沉淀物；

（3）將沉淀物冷凍干燥，制得復合硼量子點樣品；

（4）將步驟（3）冷凍干燥后的樣品在惰性環境下高溫處理，500～1000℃，保溫2～5h，便使硼量子點穩定存在于碳納米管和石墨烯中。

進一步地，步驟（1）所述的硼量子點溶液為異丙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺，或者三者以任意比例為溶劑的混合物。

步驟（1）所述的碳納米管為多壁碳納米管、石墨化羧基多壁碳納米管、石墨化多壁碳納米管，或者三者以任意比例的混合物。

步驟（1）所述的石墨烯為單層氧化石墨烯、單層石墨烯，或者兩者以任意比例的混合物。

步驟（3）所述的冷凍干燥的溫度為-52～-48℃，時間為10～24h。

更進一步地，本發明還公開了上述硼量子點在制備鋰離子電池負極材料中的應用。