二茂铁衍生物修饰Ag-In-Zn-S量子点的方法及应用技术

本发明专利技术属于光催化制氢技术领域，涉及Ag

【技术实现步骤摘要】
二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法及应用


[0001]本专利技术属于光催化制氢
，涉及Ag
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In
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Zn
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S量子点，尤其涉及一种二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法及应用。

技术介绍

[0002]随着人类经济生活的快速发展，能源消耗逐年上升，加剧了化石燃料的枯竭。化石燃料的使用带来了严重的环境问题，所以新型能源替代化石燃料势在必行。氢气具有燃烧量大、副产物无污染等优点成为理想的绿色能源。过去的几十年，光催化制氢一直被认为是最直接有效的将太阳能转化为氢能的途径。
[0003]Ag
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In
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Zn
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S量子点因其合成方法简单，具有较好的光吸收带而受到广泛重视。但是Ag
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In
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Zn
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S量子点由于晶格缺陷导致空穴迁移率较低，以及被表面缺陷所捕获而造成光腐蚀现象的发生。YaNan Liu等人，通过在氮化碳上的
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NH2或
‑
NH
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官能团，利用氢键吸附作用直接将FcA（二茂铁羧酸）连接在氮化碳上作为表面空穴配体使用。考虑到附加的电荷分离途径、增强的空穴转移动力学和极快的分子间自由基反应，可以有效地抑制电荷重组，提高制氢效率；在优化条件下，4% FcDA/C3N4复合催化剂达到了77.91 μmol
·
h
‑1的制氢速率，是纯C3N4的6倍左右，且循环稳定性无明显下降。Brandon H等人，通过旋涂的方式在薄膜晶体管中的涂层中加入二茂铁溶剂形成了一种新的多晶形，使得分子间隙减小，根本上是π
‑
π键之间离减小而增强电荷的流动性。最终优化后，得到电荷移动率达到约0.19 cm2·
v
−1·
s
−1，是纯聚合物器件的三倍。Tina X. Ding等人，研究了CdSe/CdS表面覆盖不同种二茂铁衍生物，他们研究了不同链长、不同二茂铁上的官能团及壳层厚度对于二茂铁提取空穴的速率。最后得到，通过异质结和配体来减少陷阱，并有效地提取99% 空穴。
[0004]因此，本专利技术以二茂铁衍生物作为空穴提取剂对Ag
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In
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Zn
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S量子点光催化性能和其稳定性的研究。将二茂铁衍生物通过水热法与AG
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In
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Zn
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S量子点进行修饰，二茂铁衍生物中较高HOMO能级轨道可以有效的将量子点中的空穴提取出来，AIZS
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FcA量子点可以高效稳定的在光催化下进行制氢的研究。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是在于公开一种二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法。
[0006]该方法以硝酸银、硝酸铟、二水合乙酸锌、L
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半胱氨酸、硫代乙酰胺、二茂铁甲酸、二茂铁甲醇、甲基二茂铁为原料，利用水热法来合成具有良好可见光催化活性和稳定性的纳米光催化剂的方法。
[0007]本专利技术通过以下步骤实现：二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法，包括：将Ag
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In
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Zn
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S量子点分散于以二甲基亚砜为溶剂的二茂铁衍生物溶液并超声均匀，90～130℃水热反应2～4h，优选110℃反应4h，其中所述二茂铁衍生物与Ag
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In
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Zn
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S量子点的质量比为0.25～1: 100，优选
0.5:100。
[0008]本专利技术较优公开例中，所述二茂铁衍生物的二甲基亚砜的溶液浓度为1mg/ml。
[0009]本专利技术较优公开例中，所述二茂铁衍生物为二茂铁甲酸、二茂铁甲醇或二茂铁甲醛。
[0010]本专利技术所述Ag
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In
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Zn
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S量子点，其制备方法为：将硝酸银、硝酸铟、醋酸锌、L
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半胱氨酸混合溶于水中，用1M NaOH调节溶液pH值为8.5，加入硫代乙酰胺超声搅拌，90～130℃水热反应2～4h，反应结束后经离心洗涤、干燥，得到Ag
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In
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Zn
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S量子点。详见G. Gong, Y.h. Liu, B.d. Mao, L.l. Tan, Y.l. Yang, W.d. Shi, Ag doping of Zn
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In
‑
S quantum dots for photocatalytic hydrogen evolution: Simultaneous bandgap narrowing and carrier lifetime elongation, Appl. Catal. B: Environ., 216 (2017) 11
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19。
[0011]本专利技术所制得的二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点，分散性良好，稳定性高。
[0012]利用X射线衍射仪（XRD）、X光电子能谱仪等仪器对产物进行结构分析。
[0013]对于二茂铁甲酸修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点（Ag
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In
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Zn
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S
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FcA）而言，FcA为重叠的片状结构，Ag
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In
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Zn
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S量子点可以均匀的分散在FcA上以固定量子点并有效的提取空穴。
[0014]本专利技术还有一个目的，在于将所制得的二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点应用于光催化制氢，通过紫外
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可见分光光度计测量吸光度。
[0015]Ag
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In
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Zn
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S光催化剂的可见光催化制氢实验（1）配制 0.2 M的抗坏血酸10 mL溶液；（2）分别移取不同比例的Ag
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In
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Zn
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S光催化剂20 mg 溶液，放置于反应瓶中定容至15 mL；（3）充氮气15min以排除溶液中的空气，防止空气中氢气的影响；（4）放于九通道上进行光照，每照1h取一次样用气相色谱进行检测。
[0016]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法，其特征在于：将Ag
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In
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Zn
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S量子点分散于以二甲基亚砜为溶剂的二茂铁衍生物溶液并超声均匀，90～130℃水热反应2～4h，其中所述二茂铁衍生物与Ag
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In
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Zn
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S量子点的质量比为0.25～1: 100。2.根据权利要求1所述二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量子点的方法，其特征在于：所述将Ag
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In
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Zn
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S量子点分散于以二甲基亚砜为溶剂的二茂铁衍生物溶液并超声均匀， 110℃水热反应4h。3.根据权利要求1所述二茂铁衍生物修饰Ag
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In
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Zn
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S量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，刘艳红，李丰华，姚宗辉，邓邦亚，薛奕钦，曹金东，李丽霞，毛宝东，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：