[發明專利]水溶性銻碳量子點的制備方法及制得的銻碳量子點、其應用和耐蝕復合材料

有效

• 申請號: 202111140638.1
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113801659B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張仁輝;何忠義;熊麗萍
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C09K11/75
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 許佳

本發明公開了水溶性銻碳量子點的制備方法及制得的銻碳量子點、其應用和耐蝕復合材料，屬于納米復合材料技術領域。本發明將中性鹽溶液與水溶性醇混合，得到混合電解液；將銻電極和鉑電極放入所述混合電解液中進行電解，電解完成后加入強堿，攪拌后靜置；對靜置后的上層液體依次進行離心、透析和干燥處理，得到水溶性銻碳量子點。本發明所制得的水溶性銻碳量子點特征明顯，粒徑均一，充分彌補了傳統超聲法、電化學法制備時間長、產率產量不高等方面的不足，可以獲得粒徑為5～10nm的水溶性銻碳量子點。同時該方法大大減短了反應時間，產率產量高，且制備的水溶性銻碳量子點具有優異的緩蝕功能，值得被廣泛地推廣與應用。

技術領域

本發明涉及納米復合材料技術領域，特別是涉及水溶性銻碳量子點的制備方法及制得的銻碳量子點、其應用和耐蝕復合材料。

背景技術

第五主族二維材料中的銻烯，因其在室溫下的高穩定性、高電子遷移率和良好的光透過率等優點，在傳導電極、能量存儲方面有潛在的應用。近年來，二維材料量子點由于其強的量子限域效應和穩定的熒光性能等一系列優異性能，吸引了化學、物理、材料和生物等各領域科學家的廣泛關注。銻烯量子點作為銻烯的衍生物，除了兼具銻烯的性能外，還在光熱治療中具有潛在的應用價值和在非線性光學領域具有明顯的空間自相位調制效應。這些應用需求的基礎是獲得大產量的銻烯量子點，液相法制備銻量子點雖然成本低和產量較高，但是制備的銻量子點的水溶性差。

電化學剝離法是常用的銻烯制備方法，該方法涉及銻電極在強陰極電勢作用下，體積巨大的陽離子插入銻層之間，破壞銻層與層之間的范德華力，導致銻膨脹發生剝離，該方法所需的設備簡單、綠色環保，已成為一種制備高質量銻烯的方法。但常用的單一電解液下電解剝離的銻烯產量偏低，基于此，研發一種水溶性好、產率產量高、耐蝕性能優異的銻碳量子點是具有重大意義的。

發明內容

本發明的目的是提供水溶性銻碳量子點的制備方法及制得的銻碳量子點、其應用和耐蝕復合材料，克服了現有技術中銻量子點水溶性差、單一電解液下電解剝離的銻烯產量偏低等問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種水溶性銻碳量子點的制備方法，具體步驟包括：

(1)將中性鹽溶液與水溶性醇混合，得到混合電解液；

(2)將銻電極和鉑電極放入所述混合電解液中進行電解，電解完成后加入強堿，攪拌后靜置；

(3)對靜置后的上層液體依次進行離心、透析和干燥處理，得到水溶性銻碳量子點。

進一步地，步驟(1)所述中性鹽溶液為硫酸鈉溶液、硫酸鉀溶液、氯化鉀溶液、氯化鈉溶液、氯化鎂溶液、硝酸鈉溶液和硝酸鉀溶液中的一種或多種；以硫酸鈉溶液為例，是將硫酸鈉與水混合，常溫磁力攪拌60min，所述硫酸鈉與水的質量體積比為(11.36～17.04)g:200mL，制得摩爾濃度為0.4～0.6mol/L的硫酸鈉溶液。

進一步地，步驟(1)所述水溶性醇為甲醇、乙醇、乙二醇和甘油中的一種或多種，所述水溶性醇與中性鹽溶液的體積比為1:(10～20)，水溶性醇和中性鹽溶液混合攪拌30min。

進一步地，步驟(2)所述銻電極和鉑電極的1/4～1/2處置于電解液中，以恒定電壓的方式進行電解，數分鐘后，電解液顏色由無色透明逐漸變為黑色；所述電解的電流密度為0.1～1.2A/cm²，優選為0.15～0.4A/cm²，所述電解的電壓為5～20V，優選為5～10V，所述電解的時間為6～24h。

在本發明中，銻電極為銻棒、銻板和銻塊中的一種，鉑電極為鉑片和鉑絲中的一種。