[發明專利]一種MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料及其制備方法和光電化學電池

有效

• 申請號: 202010095362.9
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111154484B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王志明;王瑞;童鑫;馮慧潔;林峰;巫江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62;H01L51/42
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華;溫黎娟

1.一種MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料，其特征在于：包括核體和包覆在核體外的殼體，所述核體為MnCuInS₂，殼體為ZnS；

所述MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料的制備方法包括下述步驟：

（1）制備核體：將錳源、銅源和銦源材料加入有機配體溶液中混合形成混合液，混合液加熱至180℃后快速加入硫源材料得到含錳、銅、銦、硫的混合液，保溫20min后水浴退火，離心純化得到MnCuInS₂溶液；所述有機配體溶液具有長碳氫鍵鏈尾和極性鏈頭；

（2）制備殼體：將鋅粉與油酸混合并加熱至160℃后快速注入步驟（1）制得的MnCuInS₂溶液中，加熱至230℃，反應30min后，水浴退火得到本發明核殼結構量子點材料；

其中，步驟（1）中所述錳源、銅源和銦源材料為其物質的醋酸化合物，所述硫源為硫的油胺溶液，所述有機配體溶液為油胺，所述錳源、銅源、銦源、硫源和有機配體的質量比為1︰0.5︰0.8︰0.6︰228.6；步驟（2）中所述鋅粉與油酸的混合質量比為1︰18;

所述步驟（1）中水浴退火的退火溫度為180℃，退火時間為3～5min;

所述步驟（2）中水浴退火的退火溫度為230℃，退火時間為3～5min;

所述步驟（1）中離心純化的具體操作為：

向保溫后的含錳、銅、銦、硫的混合液中加入甲苯弱極性有機溶劑，在3000rpm轉速下離心5分鐘，棄去殘余物保留上清液；然后向上清液中加入乙醇極性有機溶劑，在9000rpm轉速下離心5分鐘，沉淀分離，取底部沉積物分散在甲苯中得到MnCuInS₂溶液。

2.根據權利要求1所述的一種MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料，其特征在于：所述核殼結構量子點材料的直徑為4.2±0.2nm。

3.一種光電化學電池，其特征在于：采用權利要求1或權利要求2所述的MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料制備光電化學電池的光電陽極。

4.根據權利要求3所述的一種光電化學電池，其特征在于：所述光電化學電池的光電陽極的制備方法包括下述步驟：

采用電脈沉積技術將MnCIS/ZnS核殼結構量子點材料沉積在涂有二氧化鈦介孔膜的FTO中得到由核殼結構量子點材料敏化的TiO₂基板，利用連續離子層吸附反應對該基板進行預防光腐蝕處理后即為光電化學電池的光電陽極。