[发明专利]一种等离子体技术制备氨基化单层PtS2

说明书

本发明属于材料制备方法的科学技术领域，公开一种等离子体技术制备氨基化单层PtS₂量子点的方法。将最初六边形PtS₂纳米片利用等离子体技术通氨气气氛处理，使其形成具有少层氨基化PtS₂纳米片，再经过二维超声深度剥离和细胞粉碎机快速打碎后，得到单层氨基化PtS₂量子点。本发明旨在设计合成得到较多活性位点的单层氨基化PtS₂量子点，其具有显著的量子效应主要体现在表面效应、量子尺寸效应和介电限域效应等方面。该材料极大的缩短光迁移路径，激发电荷的迁移率，有利于提升吸附性能、降低化学反应能垒并在催化过程中促进电荷的分离和活化，在催化领域有更好的应用。本发明具有效率高、方法创新和经济环保等优点。

技术领域

本发明属于材料制备方法的科学技术领域，特别涉及一种等离子体技术制备的氨基化单层PtS₂量子点的制备方法。

背景技术

二维过渡金属材料PtS₂被认为具有合适的带隙，具有导体性能，是一种窄带隙贵金属硫族化合物，稳定的1T相(八面体)结构，每个Pt原子与6个S原子配位，相邻层通过范德华力结合。PtS₂单层时的带隙为1.6eV左右，随着层数的增大，块体带隙可以达到0.25eV，这是源于强烈的层间相互作用，随着能带结构的改变其性质也随之改变。PtS₂可用于场效应晶体管、光电探测器、光催化和高性能的混合电子器件等领域。

等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体中存在着大量的活性粒子，能够与所接触的材料表面发生反应。常常用来对材料表面进行改性处理。采用等离子体中的介质阻挡放电方法具有处理条件温和、反应时间可控耗能低和操作简单等特点。

随着对二维过渡金属材料(PtS₂)研究的深入，发现少层或单层的材料可以提供更多的表面活性位点且随着径向尺寸不断减小可以形成量子点。量子点具有显著的量子效应主要体现在表面效应、量子尺寸效应和介电限域效应等方面。可以缩短光激发电荷的迁移率，增加表面活性位点。因此发明一种利用等离子体技术制备的单层PtS₂量子点，是我们迫切要做的。

发明内容

本发明通过选择等离子体技术通氨气处理PtS₂的时间、反应电功率大小、二维超声剥离时间、细胞粉碎时间和离心转速得到一种等离子体技术制备的氨基化单层PtS₂量子点。

一种等离子体技术制备氨基化单层PtS₂量子点的方法，具体步骤如下：

(1)按照Pt/S原子比为1:2的比例，分别称量铂粉和硫粉，将二者均匀混合后转入石英试管中并进行封口处理，然后置于管式炉中，在设定温度800-900℃的环境中进行升温加热，利用化学气相沉积法得到灰黑色PtS₂固体粉末，开管取出，备用；

(2)称取步骤(1)中的灰黑色PtS₂固体溶于乙醇中，超声均匀后滴在石英片上并烘干，将石英片放置于密封的放电反应器中，采用介质阻挡放电的形式产生等离子体处理PtS₂，等离子体处理后真空干燥，得到NH₂-PtS₂纳米片；

(3)称取步骤(2)中的NH₂-PtS₂纳米片固体于离心管中，分别加入到异丙醇和去离子水的混合液中，摇匀；

(4)将步骤(3)的混合液进行二维超声剥离，再对混合液进行细胞粉碎，最后离心，取上清液移至干净离心管中，得到氨基化单层PtS₂量子点。