[发明专利]碲化镉量子点接枝石墨烯-碳纳米管复合薄膜光开关材料及制备

权利要求书

1.一种碲化镉量子点接枝石墨烯-碳纳米管复合薄膜光开关材料，其特征在于，该光开关材料由带有负电荷的石墨烯-碳纳米管复合薄膜为基底，在其基底上静电自组装带正电荷的聚二丙烯基二甲基氯化铵和带有负电荷的碲化镉量子点组成，碲化镉量子点直径为4~6nm。

2.一种制备权利要求1所述的碲化镉量子点接枝石墨烯-碳纳米管复合薄膜光开关材料的方法，其特征在于包括以下过程：

（1）以玻璃为基底，用去离子水和乙醇交替对基底超声洗涤后在真空干燥备用；

（2）碳纳米管溶液的制备

将碳纳米管在550℃的真空管式炉中通以空气与氮气的体积比为1:4、总的气体流速为300cm³/min的混合气体氛围中处理1小时，再在100℃的质量浓度为37%的盐酸溶液中冷凝回流1小时后抽滤，用去离子水反复洗涤滤饼至洗涤液呈中性，在温度60℃下真空干燥得到纯净的碳纳米管，然后将纯净的碳纳米管和表面活性剂十二烷基硫酸钠加入到去离子水中，超声分散，配成碳纳米管的浓度为0.05mg/mL，表面活性剂质量浓度浓度为0. 5%的溶液，记为A溶液；

（3）将氧化石墨烯超声分散在去离子水中配制成浓度为0.5mg/mL的氧化石墨烯溶液，记为B溶液；

（4）液相成膜过程

将步骤（2）制得的A溶液和步骤（3）制得的B溶液按照溶液中的氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为1:1混合均匀，在冰浴条件下超声30分钟，制得混合溶液，混合溶液用醋酸纤维微孔滤膜抽滤，滤饼用去离子水洗涤，洗涤后的滤饼负载在步骤（1）处理过的基底上，然后在其上面加压室温干燥4小时。干燥后将基底连同上面覆盖的微孔滤膜浸泡在丙酮溶液中去除微孔滤膜，则得到在基底上负载的石墨烯-碳纳米管复合薄膜；

（5）石墨烯-碳纳米管复合薄膜的后处理

对负载在玻璃经步骤（4）制得的石墨烯-碳纳米管复合薄膜在500℃真空管式炉中在按通入的氢气与氩气的体积比为1:6、总的气体流速为300cm³/min的混合气体氛围中加热退火1小时，然后在质量浓度为65%的硝酸溶液中浸泡12小时，室温自然干燥72小时，得到具有三维网络形貌的石墨烯-碳纳米管复合薄膜；

（6）碲化镉量子点的制备

在250mL的四口烧瓶中，将0.4mmol 氯化镉和61.7μL 巯基乙酸溶于100mL超纯水中制得混合溶液，用 1mol/L的氢氧化钠溶液将上述混合溶液调至pH为11，室温搅拌下用氩气除氧30分钟，再将50mg 的硼氢化钾溶于3ml超纯水中，加入3 8mg碲粉，在氩气保护下缓慢搅拌至黑色碲粉溶解，制得无色透明液体即新鲜无氧的碲氢化钾水溶液。用注射器取出0.6mL的碲氢化钾水溶液，快速注入到上述四口烧瓶中，加热到100℃，回流反应10小时，得到粒径为4~6nm 的碲化镉量子点；

（7）配制浓度为10~50mmol/L的氯化钠溶液，将质量浓度为30%的聚二丙烯基二甲基氯化铵溶液稀释到氯化钠溶液中，制得聚二丙烯基二甲基氯化铵浓度为0.5~2 mg/mL的溶液，记为C溶液，置于小烧杯中备用；

（8）配制pH为11的氢氧化钠溶液，将碲化镉量子点稀释到pH为11的氢氧化钠溶液中，小功率超声5~10分钟让碲化镉量子点在pH为11的氢氧化钠溶液中分散均匀，所得的碲化镉量子点稀释液记为D溶液，置于小烧杯中避光保存，备用；

（9）将步骤(5)制得的干燥的石墨烯-碳纳米管复合薄膜浸泡在步骤（6）制得的C溶液中10~30分钟，用去离子水洗涤后氮气吹干，然后再将其浸泡步骤（7）制得的D溶液中10~30分钟，用去离子水洗涤后氮气吹干，如此反复，既得碲化镉量子点接枝石墨烯-碳纳米管复合薄膜光开关材料。