石墨烯/Zr-BDCMOF/钙钛矿量子点高导热复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了石墨烯/Zr

【技术实现步骤摘要】
石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是已知目前为止导热系数最高的碳材料，当它作为载体时，导热系数可达600W/mK，可应用于大功率、高集成电子设备的散热材料。此外由于石墨烯还具有由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，使其作为导热材料有着广阔的应用前景。
[0003]铅卤盐钙钛矿材料具有非常优异的光电性质，如高量子产率、可协调的光学带隙、可容易且快速地产生电荷载流子，铅卤盐钙钛矿材料大多以量子点为主，具有较强的紫外线光吸收能力，需要在液体环境中进行制备以及分散在溶剂中进行保存，但是其较强的离子特性使得溶剂的选择非常受限。
[0004]金属有机框架材料是一种多功能的材料，它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性，作为主体，其孔洞结构可以负载钙钛矿量子点，使其具有更加均匀的分布状态且不影响石墨烯的导热性能。

技术实现思路

[0005]本申请欲针对石墨烯、铅卤盐钙钛矿材料、金属有机框架材料的上述特点，试图将石墨烯膜表面负载Zr
‑
BDC MOF，在MOF材料的孔隙中再负载钙钛矿量子点，从而得到一种新型的高导热复合材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料的制备方法，包括有以下步骤：
[0007]步骤一、钙钛矿量子点的制备，所述钙钛矿量子点为CsPbCl3量子点、CsPbI3量子点或CsPbBr3量子点，所述CsPbCl3量子点、CsPbI3量子点或CsPbBr3量子点分散于甲苯中得到钙钛矿量子点储存备用；
[0008]步骤二、Zr
‑
BDC MOF的制备，取一定量的八水合氧氯化锆和富马酸，一定温度下溶于一定量的二甲基甲酰胺和甲酸中，甲酸作为调节剂，磁力搅拌至完全溶解，再转移至反应釜中，一定温度下恒温反应一段时间，冷却至室温，得结晶物经过二甲基甲酰胺洗多次，除去未反应的盐和有机配体，再用乙醇洗多次，除去客体分子二甲基甲酰胺，一定温度下真空干燥，得Zr
‑
BDC MOF；
[0009]步骤三、氧化石墨烯的制备，将一定量的天然石墨和硝酸钠放入大烧杯中，缓慢加入一定量的浓硫酸，得到黑色溶液，在冰浴中持续搅拌一段时间，随后缓慢加入一定量的高锰酸钾，得到墨绿色溶液，继续冰浴搅拌一段时间，然后缓慢加入一定量的蒸馏水，得到棕褐色溶液，随后用一定量的温水稀释棕褐色溶液，并用一定量的双氧水去除残余高锰酸钾，得到亮黄色溶液，最后过滤溶液，并分别用稀盐酸和蒸馏水冲洗所得物直至溶液呈中性，干
燥、研磨制得氧化石墨，用盐酸和蒸馏水将产物离心洗涤至近中性，然后将产物透析至中性,超声分散后置于干燥低温环境备用；
[0010]步骤四、石墨烯/Zr
‑
BDC MOF的复合，取一定量的八水合氧氯化锆溶于一定量的氧化石墨烯悬浮液中，取一定量的六溴环十二烷，溶于一定量的二甲基甲酰胺和甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，将两种溶液混合搅匀后倒入反应釜中一定温度下恒温反应一段时间，反应完成后将反应釜冷却至室温，所得产物经过二甲基甲酰胺洗多次，除去未反应的盐和有机配体，再用乙醇洗多次，除去客体分子DMF，然后真空干燥，所得材料为石墨烯/Zr
‑
BDC MOF复合材料；
[0011]步骤五、石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点的复合，在样品瓶中，将钙钛矿量子点分散在甲苯中，再将钙钛矿量子点的甲苯分散液均匀涂覆在石墨烯/Zr
‑
BDC MOF复合材料表面，待其自然干燥，所得产物即为石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点的复合材料。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述步骤一中的钙钛矿量子点采用CsPbBr3量子点，其制备过程为：在烧瓶中加入一定量的溴化铅，随后加入一定量的十八烷，置于一定温度的油浴中搅拌一段时间，充分去除反应原料中的痕量水后，利用注射器将一定量的氧化胺和一定量的油胺在氮气氛围保护下注入烧瓶中，搅拌待反应物完全溶解后，继续升温至一定温度，将上述溶液离心后取沉淀产物，沉淀产物用适量甲苯分散后，重复继续离心多次，最后所得沉淀产物重新分散于甲苯中得到钙钛矿量子点储存备用。
[0013]作为上述技术方案的优选，所述所述步骤一中溴化铅、十八烷、氧化胺、油胺的重量比为0.18：7.89：0.89：0.81；所述步骤二中所述八水合氧氯化锆：富马酸的重量比为1：0.52；所述步骤三中天然石墨：硝酸钠：浓硫酸：高锰酸钾的重量比为1:1:84.64:6，所述浓硫酸的浓度为98％；所述步骤四的石墨烯悬浮液中氧化石墨烯与水的重量比为2:1，步骤四中的八水合氧氯化锆：石墨烯：六溴环十二烷的重量比为0.644:0.08:0.332；所述步骤五中的钙钛矿量子点的甲苯分散液中的钙钛矿量子点与甲苯的体积比为1:2，钙钛矿量子点的甲苯分散液与石墨烯/Zr
‑
BDC MOF复合材料的重量比为0.579:1.34
‑
5.63。
[0014]作为上述技术方案的优选，步骤一、钙钛矿量子点的制备，在烧瓶中加入0.138g的溴化铅，随后加入10mL的十八烷，置于120℃的油浴中搅拌1h，充分去除反应原料中的痕量水后，利用注射器将1mL的氧化胺和1mL的油胺在氮气氛围保护下注入烧瓶中，搅拌待反应物完全溶解后，继续升温至180℃，将上述溶液在5000rmp转速下离心10min后取沉淀产物，沉淀产物用适量甲苯分散后，在10000rmp转速下离心10min，重复两次上述离心过程，最后所得沉淀产物重新分散于甲苯中得到钙钛矿量子点储存备用；
[0015]步骤二、Zr
‑
BDC MOF的制备，取0.644g的八水合氧氯化锆和0.332g富马酸，50℃温度下溶于30mL的二甲基甲酰胺和10mL的甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，再转移至反应釜中，120℃温度下恒温反应24h，冷却至室温，得结晶物经过二甲基甲酰胺洗3次，再用乙醇洗3次，80℃温度下真空干燥过夜，得Zr
‑
BDC MOF；
[0016]步骤三、氧化石墨烯的制备，将1g的天然石墨和1g的硝酸钠放入大烧杯中，缓慢加入46mL的浓硫酸，得到黑色溶液，在冰浴中持续搅拌4h，随后缓慢加入6g的高锰酸钾，得到墨绿色溶液，继续冰浴搅拌2h，然后缓慢加入92mL的蒸馏水，得到棕褐色溶液，随后用350mL的温水稀释棕褐色溶液，温水的温度为40
‑
60℃，并用20mL的双氧水去除残余高锰酸钾，得到亮黄色溶液，最后过滤溶液，并分别用稀盐酸和蒸馏水冲洗所得物直至溶液呈中性，50℃
下干燥、研磨制得氧化石墨，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：步骤一、钙钛矿量子点的制备，所述钙钛矿量子点为CsPbCl3量子点、CsPbI3量子点或CsPbBr3量子点，所述CsPbCl3量子点、CsPbI3量子点或CsPbBr3量子点分散于甲苯中得到钙钛矿量子点储存备用；步骤二、Zr
‑
BDC MOF的制备，取一定量的八水合氧氯化锆和富马酸，一定温度下溶于一定量的二甲基甲酰胺和甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，再转移至反应釜中，一定温度下恒温反应一段时间，冷却至室温，得结晶物经过二甲基甲酰胺洗多次，再用乙醇洗多次，一定温度下真空干燥，得Zr
‑
BDC MOF；步骤三、氧化石墨烯的制备，将一定量的天然石墨和硝酸钠放入大烧杯中，缓慢加入一定量的浓硫酸，得到黑色溶液，在冰浴中持续搅拌一段时间，随后缓慢加入一定量的高锰酸钾，得到墨绿色溶液，继续冰浴搅拌一段时间，然后缓慢加入一定量的蒸馏水，得到棕褐色溶液，随后用一定量的温水稀释棕褐色溶液，并用一定量的双氧水去除残余高锰酸钾，得到亮黄色溶液，最后过滤溶液，并分别用稀盐酸和蒸馏水冲洗所得物直至溶液呈中性，干燥、研磨制得氧化石墨，用盐酸和蒸馏水将产物离心洗涤至近中性，然后将产物透析至中性,超声分散后置于干燥低温环境备用；步骤四、石墨烯/Zr
‑
BDC MOF的复合，取一定量的八水合氧氯化锆溶于一定量的氧化石墨烯悬浮液中，取一定量的六溴环十二烷，溶于一定量的二甲基甲酰胺和甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，将两种溶液混合搅匀后倒入反应釜中一定温度下恒温反应一段时间，反应完成后将反应釜冷却至室温，所得产物经过二甲基甲酰胺洗多次，再用乙醇洗多次，然后真空干燥，所得材料为石墨烯/Zr
‑
BDC MOF复合材料；步骤五、石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点的复合，在样品瓶中，将钙钛矿量子点分散在甲苯中，再将钙钛矿量子点的甲苯分散液均匀涂覆在石墨烯/Zr
‑
BDC MOF复合材料表面，待其自然干燥，所得产物即为石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点的复合材料。2.如权利要求1所述的石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的钙钛矿量子点为CsPbBr3量子点，其制备过程为：在烧瓶中加入一定量的溴化铅，随后加入一定量的十八烷，置于一定温度的油浴中搅拌一段时间，充分去除反应原料中的痕量水后，利用注射器将一定量的氧化胺和一定量的油胺在氮气氛围保护下注入烧瓶中，搅拌待反应物完全溶解后，继续升温至一定温度，将上述溶液离心后取沉淀产物，沉淀产物用适量甲苯分散后，重复继续离心多次，最后所得沉淀产物重新分散于甲苯中得到钙钛矿量子点储存备用。3.如权利要求2所述的石墨烯/Zr
‑
BDC MOF/钙钛矿量子点高导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中溴化铅、十八烷、氧化胺、油胺的重量比为0.18：7.89：0.89：0.81；所述步骤二中所述八水合氧氯化锆：...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾奕，王盛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：