[发明专利]水溶性锑碳量子点的制备方法及制得的锑碳量子点、其应用和耐蚀复合材料有效
申请号: | 202111140638.1 | 申请日: | 2021-09-28 |
公开(公告)号: | CN113801659B | 公开(公告)日: | 2023-04-25 |
发明(设计)人: | 张仁辉;何忠义;熊丽萍 | 申请(专利权)人: | 华东交通大学 |
主分类号: | C25B1/00 | 分类号: | C25B1/00;C09K11/75 |
代理公司: | 北京东方盛凡知识产权代理有限公司 11562 | 代理人: | 许佳 |
地址: | 330013 江*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 水溶性 量子 制备 方法 应用 复合材料 | ||
本发明公开了水溶性锑碳量子点的制备方法及制得的锑碳量子点、其应用和耐蚀复合材料,属于纳米复合材料技术领域。本发明将中性盐溶液与水溶性醇混合,得到混合电解液;将锑电极和铂电极放入所述混合电解液中进行电解,电解完成后加入强碱,搅拌后静置;对静置后的上层液体依次进行离心、透析和干燥处理,得到水溶性锑碳量子点。本发明所制得的水溶性锑碳量子点特征明显,粒径均一,充分弥补了传统超声法、电化学法制备时间长、产率产量不高等方面的不足,可以获得粒径为5~10nm的水溶性锑碳量子点。同时该方法大大减短了反应时间,产率产量高,且制备的水溶性锑碳量子点具有优异的缓蚀功能,值得被广泛地推广与应用。
技术领域
本发明涉及纳米复合材料技术领域,特别是涉及水溶性锑碳量子点的制备方法及制得的锑碳量子点、其应用和耐蚀复合材料。
背景技术
第五主族二维材料中的锑烯,因其在室温下的高稳定性、高电子迁移率和良好的光透过率等优点,在传导电极、能量存储方面有潜在的应用。近年来,二维材料量子点由于其强的量子限域效应和稳定的荧光性能等一系列优异性能,吸引了化学、物理、材料和生物等各领域科学家的广泛关注。锑烯量子点作为锑烯的衍生物,除了兼具锑烯的性能外,还在光热治疗中具有潜在的应用价值和在非线性光学领域具有明显的空间自相位调制效应。这些应用需求的基础是获得大产量的锑烯量子点,液相法制备锑量子点虽然成本低和产量较高,但是制备的锑量子点的水溶性差。
电化学剥离法是常用的锑烯制备方法,该方法涉及锑电极在强阴极电势作用下,体积巨大的阳离子插入锑层之间,破坏锑层与层之间的范德华力,导致锑膨胀发生剥离,该方法所需的设备简单、绿色环保,已成为一种制备高质量锑烯的方法。但常用的单一电解液下电解剥离的锑烯产量偏低,基于此,研发一种水溶性好、产率产量高、耐蚀性能优异的锑碳量子点是具有重大意义的。
发明内容
本发明的目的是提供水溶性锑碳量子点的制备方法及制得的锑碳量子点、其应用和耐蚀复合材料,克服了现有技术中锑量子点水溶性差、单一电解液下电解剥离的锑烯产量偏低等问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种水溶性锑碳量子点的制备方法,具体步骤包括:
(1)将中性盐溶液与水溶性醇混合,得到混合电解液;
(2)将锑电极和铂电极放入所述混合电解液中进行电解,电解完成后加入强碱,搅拌后静置;
(3)对静置后的上层液体依次进行离心、透析和干燥处理,得到水溶性锑碳量子点。
进一步地,步骤(1)所述中性盐溶液为硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、氯化钾溶液、氯化钠溶液、氯化镁溶液、硝酸钠溶液和硝酸钾溶液中的一种或多种;以硫酸钠溶液为例,是将硫酸钠与水混合,常温磁力搅拌60min,所述硫酸钠与水的质量体积比为(11.36~17.04)g:200mL,制得摩尔浓度为0.4~0.6mol/L的硫酸钠溶液。
进一步地,步骤(1)所述水溶性醇为甲醇、乙醇、乙二醇和甘油中的一种或多种,所述水溶性醇与中性盐溶液的体积比为1:(10~20),水溶性醇和中性盐溶液混合搅拌30min。
进一步地,步骤(2)所述锑电极和铂电极的1/4~1/2处置于电解液中,以恒定电压的方式进行电解,数分钟后,电解液颜色由无色透明逐渐变为黑色;所述电解的电流密度为0.1~1.2A/cm2,优选为0.15~0.4A/cm2,所述电解的电压为5~20V,优选为5~10V,所述电解的时间为6~24h。
在本发明中,锑电极为锑棒、锑板和锑块中的一种,铂电极为铂片和铂丝中的一种。
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