[發明專利]一種富勒烯衍生物與納米ZnO雜化材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110665416.5
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113372217A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 黃飛;汪婧;王溪溪;孫金余;黃珊;黃昱;魏先文;丁鈺欣;李敏;曹宇;梁培冉
• 申請（專利權）人: 黃山學院
• 主分類號: C07C67/343
• 分類號: C07C67/343;C07C69/753;C07C51/09;C07C61/39;C09K11/06;C09K11/54;B01J31/04;B01J23/06;B01J31/26;C01G9/02
• 代理公司: 合肥楚思專利商標代理事務所(普通合伙) 34192
• 代理人: 李果

本發明公開了一種富勒烯衍生物與納米ZnO雜化材料的制備方法，具體涉及納米材料技術領域，包括合成C₆₀丙二酸二乙酯單加成物、合成C₆₀丙二酸單加成物、制備ZnO溶膠和MFMA與ZnO納米溶膠的雜化四個步驟。利用C₆₀丙二酸單加成物攜帶的羧基活性基團，通過MFMA和ZnO納米粒子之間的共價相互作用，成功制備了MFMA和ZnO的雜化體。雜化體經過了XRD、TEM、Raman、XPS、UV?Vis、FL、停流光譜等表征，證實MFMA和ZnO納米粒子之間存在著相互作用。紫外?可見吸收光譜表明：在基態時MFMA和ZnO納米粒子之間存在著相互作用；熒光光譜顯示：隨著MFMA的加入，ZnO的熒光被強烈猝滅，這類C₆₀基有機?無機雜化材料在太陽能光電轉換和催化領域，特別是在新型化學和光轉換系統有著廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，更具體地說，本發明涉及一種富勒烯衍生物與納米ZnO雜化材料的制備方法。

背景技術

近年來，構筑有機-無機建筑模塊形成新型納米雜化結構引起了廣大科研工作者的濃厚興趣，因為用這種方法制得的新型材料的性質可調。這種雜化材料在太陽能電池、光電壓器件和催化化學反應，尤其在新型化學和光電轉換系統有著廣泛的應用前景。

富勒烯及其衍生物可以作為良好的有機建筑模塊。因為它們獨特的性質，尤其作為電子給體和受體能力以及它們的光物理和光化學行為，使得它們有優良的磁性、超導性能、電學性質和生物化學性能。因此，富勒烯基有機-無機雜化材料近期引起了材料界的濃厚的興趣。如利用范德華力將C₆₀分子吸附在Au納米粒子表面，制得一種新型的納米雜化材料，經ESR檢測發現存在一個電子轉移過程，該材料在新型傳感材料、催化劑和單電子晶體管的制備有很大的應用前景；如利用不同類型的半導體納米晶(NC)作為針狀C₆₀晶體的光敏劑，該C₆₀-NC膜的光電流與沒有光敏劑時相比增加了3倍；如制備了含NH₃⁺的C₆₀衍生物及巰基乙酸修飾的CdTe納米粒子，利用靜電作用實現了C₆₀衍生物與CdTe納米粒子的雜化。如利用瞬態吸收光譜研究了復合材料的電荷分離態；如合成了一種新型的C₆₀吡咯烷衍生物(簡稱DTPF)，并形成了穩定的DTPF納米球。如通過原位光還原，實現DTPF納米球與Au納米粒子的納米組裝，并提出納米組裝的主要作用是衍生物中帶正電荷的氮原子與Au納米粒子之間的相互作用；如利用靜電作用實現了C₆₀衍生物與CdTe納米粒子的雜化，并自組裝成光電薄膜，其光電轉換效率約為5.4％；如利用靜電作用實現了C₆₀衍生物1-(4-甲基)對二氮己環基富勒烯(簡稱MFP)與Au納米粒子的雜化，并組裝成三維結構，通過控制組裝的過程可以實現其光學性質的可調。如金納米粒子和巰基化的富勒烯共價組裝成雜化材料并在電極表面組裝成納米結構薄膜。

然而目前，基于共價作用實現C₆₀衍生物和半導體氧化物納米粒子的雜化較為困難。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種富勒烯衍生物與納米ZnO雜化材料的制備方法，本發明所要解決的技術問題是：如何基于共價作用實現C₆₀衍生物和半導體氧化物納米粒子的雜化。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種富勒烯衍生物與納米ZnO雜化材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：合成C₆₀丙二酸二乙酯單加成物；