【技术实现步骤摘要】
本申请涉及硫化铅量子点制备，尤其涉及一种光催化合成硫化铅量子点的方法及应用。
技术介绍
1、半导体量子点是一种准零维的纳米材料，当颗粒尺寸进入纳米量级时，尺寸限域将引起尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应，从而派生出纳米体系不同于宏观体系和微观体系的低维物性，展现出许多不同于宏观体材料的物理化学性质。硫化铅(pbs)量子点作为ⅳ-ⅵ族半导体量子材料，是重要的π-π键半导体材料，硫化铅量子点具有较窄的直接带隙，与其他半导体量子点相比，硫化铅量子点的激子玻尔半径较大，大约为18nm，这使其很容易获得很强的量子限域效应；由于量子点产生的荧光可以覆盖整个传输窗口，因此，硫化铅量子点在光学器件方面有着广泛的应用前景，比如红外探测器、太阳能吸收器、光学开关等；由于多重激子效应已经在量子点上观测到，使得硫化铅量子点有望成为高效率的光电转换装置的重要制备材料。
2、现有制备硫化铅量子点的方法，主要是通过加热的方式，使量子点之间发生相互作用，从而导致聚集形成团簇结构(量子点成核)。量子点加热团聚的机制可以通过热力学和动力学过程来解释，在加热过程中，量子点内部的电子被激发到高能级状态，这些激发态电子具有较大的活动能力。同时，加热会导致量子点表面的原子或分子发生热振动，增加了表面的动态性，这些高能态的电子和表面的热振动共同作用，使得量子点之间的相互吸引力增强，从而促使量子点聚集形成团簇结构。正是由于量子点形成团簇结构的过程中需要通过加热以提供能量，形成团簇的时间与反应程度会严格受到温度的影响，若温度过高，会导致溶剂挥发、副反
3、鉴于此，开发出制备单分散性优的硫化铅量子点的方法成为现有技术中的难点问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本申请提供了一种光催化合成硫化铅量子点的方法及应用，其目的在于，在使用阳离子交换的方式制备硫化铅量子点的过程中，将硫化锌(zns)与铅的卤族化合物(如氯化铅、溴化铅、碘化铅等)在油酸/油胺等反应体系下进行反应，反应过程中施加额外光照能量，以减小量子点形成团簇结构(成核生长)所需要的能量，从而减少了量子点成核所需要的时间，使量子点生长的过程加快，从而提高了硫化铅量子点的尺寸均一性(即单分散性能)。
2、为达到上述目的，本申请至少提供了以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供了一种光催化合成硫化铅量子点的方法，包括以下步骤：
4、(1)将铅的卤族化合物(卤化铅)与油胺(ola)混合形成第一混合物，将第一混合物同时置于惰性气体环境和光照条件下2～5min；
5、(2)将第一混合物加热，使卤化铅充分溶于油胺中，获得卤化铅的油胺溶液；
6、(3)取硫化锌(zns)纳米棒置于光照条件下2～5min后，注入至卤化铅的油胺溶液中，获得第二混合物，第二混合物的反应时间控制在10s～5min中；加入油酸，获得第三混合物；
7、(4)反应结束后，将第三混合物降至室温，离心，过滤，获得硫化铅量子点。
8、进一步地，所述卤族化合物(卤化铅)为氯化铅(pbcl2)、溴化铅(pbbr2)、碘化铅(pbi2)中的至少一种。
9、进一步地，所述惰性气体为氮气(n2)、氩气(ar)、氦气(he)、氖气(ne)、氪气(kr)、氙气(xe)和氡气(rn)中的任一种。
10、进一步地，第(1)、(3)中光照的波长为400～1100nm；光照强度为10uw～100mw。
11、进一步地，在第(2)步中，将第一混合物加热至温度为80～150℃。
12、优选地，在第(3)步中，所述硫化锌纳米棒与所述卤化铅的摩尔量之比不超过1：2；硫化锌(zns)纳米棒注入卤化铅的油胺溶液中的时间不多于10s。
13、优选地，在第(3)步中，第二混合物反应温度控制在80～190℃。
14、第二方面，本申请提供了一种硫化铅量子点，其通过前述方法制备获得。
15、第三方面，本申请提供了前述量子点在制备光电探测器或太阳能吸收器或光学开关的应用。
16、与现有技术相比，本申请提供的技术方案至少具备以下技术效果：
17、本申请提供的技术方案将硫化锌与铅的卤族化合物分别进行光照处理后，使得硫化锌与铅的卤族化合物都处于激发态中，在这种激发态的情况下，硫化锌与铅的卤族化合物发生阳离子交换反应中，形成团簇结构的硫化铅量子点所需要的能量大幅度降低，提高了硫化锌与铅的卤族化合物，从而减少了硫化铅量子点成核所需要的时间，使量子点生长的过程加快，并进一步提高了硫化铅量子点的尺寸均一性。
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1.一种光催化合成硫化铅量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卤化铅为氯化铅、溴化铅、碘化铅中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气和氡气中的任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第(1)、(3)中光照的波长为400～1100nm；光照强度为10uW～100mW。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第(2)步中，将第一混合物加热至温度为80～150℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第(3)步中，所述硫化锌纳米棒与所述卤化铅的摩尔量之比不超过1：2，所述硫化锌纳米棒注入卤化铅的油胺溶液中的时间不多于10s。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二混合物反应温度控制在80～190℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括第(3)步在加入油酸之前，向第二混合物中注入正己烷的步骤。
9.一种硫化铅量子点，其特征在于，通
10.权利要求9所述硫化铅量子点在制备光电探测器或太阳能吸收器或光学开关的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种光催化合成硫化铅量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卤化铅为氯化铅、溴化铅、碘化铅中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气和氡气中的任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第(1)、(3)中光照的波长为400～1100nm；光照强度为10uw～100mw。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第(2)步中，将第一混合物加热至温度为80～150℃。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐江，邓城洁，高亮，张建兵，刘婧，刘宇轩，陈龙，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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