[发明专利]一种聚乙二醇/二硫化锡插层量子点及其水热合成方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，尤其是涉及一种聚乙二醇/二硫化锡插层量子点及其水热合成方法。

背景技术

插层化合物的发现已有上百年的历史。在1841年，C.Schafhautl将石墨浸入硫酸和硝酸的混合液中，发现沿垂直于解理面方向上石墨的膨胀几乎达到原来的两倍。本世纪30年代初，X线物相鉴定技术已颇完善，石墨的碱金属插层化合物的结构已由衍射照片确定。许多无机化合物，如磷酸盐类、金属氧化物、二硫化物、层状硅酸盐等，也具有典型的层状结构。这些化合物的特点是层板上的原子以强烈的共价键相互作用而层间以范德华力等分子间力作用。由于分子间作用力较弱，在一定条件下，一些极性分子可以通过吸附、插入、夹入、悬挂、柱撑、嵌入等方式破坏分子间力进入层状化合物的层间而不破坏其层状结构，这种层状化合物称为插层主体(Host)，进入的极性分子称为插层客体(Guest)，产物称为插层复合物(Intercalation complex)。插层无机层状化合物是一类重要的固体功能材料，在吸附、传导、分离、环保、生物、催化、热电、晶体管、能量转化和存储等诸多领域具有广阔的应用。

二硫化锡(SnS₂)也具有CdI₂型的层状结构，可作为“插层”的主体晶格。自1975年开始，最初的插层客体主要为Li、Na等碱金属离子，主要是研究将SnS₂作为一种潜在的储能材料，如锂离子电池正极材料；随后二茂钴插层化合物以其特殊的磁学、光学和电学特性受到长期关注；随后，碳酸丙烯酯、二元胺、及PVP、MEEP、POEGO、POMOE等柔性高分子材料也都被用作SnS₂插层化合物的插层客体。近年来研究发现当MEH-PPV、PFO、F8、F8BT等共轭化合物插入SnS₂之后会形成具有独特的光学性质和光电响应特性的插层化合物。SnS₂插层化合物的合成方法主要有通过直接插层法、光辅助电化学合成和LiSnS₂剥层复合法。目前聚乙二醇/二硫化锡插层化合物主要通过先将二硫化锡与丁基锂反应生成LiSnS₂剥层复合法，然后再与聚乙二醇复合的方法制备插层化合物(Ollivier，P.J.，et al.，Chemical Communications，1998，(15)，pp 1563-1564.)；且通过这种方法制备的聚乙二醇/二硫化锡插层化合物的性质和应用研究仍是空白。因此，具有新结构和新性质的聚乙二醇/二硫化锡插层化合物及其制备方法仍有待于进一步开发。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，尤其是现阶段缺乏经济、有效的聚乙二醇/二硫化锡插层量子点的制备方法的现状，提供了一种在形成二硫化锡物相的同时，在聚乙二醇的作用下原位形成聚乙二醇/二硫化锡插层量子点的水热合成方法。该方法工艺简单，生产成本低，所得的聚乙二醇/二硫化锡插层量子点能进一步满足工业需求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种聚乙二醇/二硫化锡插层量子点，以二硫化锡为主体，以聚乙二醇为插层客体，聚乙二醇进入到二硫化锡层间，扩大二硫化锡层间距。

所述的聚乙二醇/二硫化锡插层化合物的层间距为0.94-0.97nm。

一种聚乙二醇/二硫化锡插层量子点的水热合成方法，包括以下步骤：

(1)将锡盐、硫源和插层客体按摩尔比为1∶2～20∶4～32混合加入到反应釜中，然后加入溶剂，配成锡盐浓度为0.005～0.1mol/L的溶液，搅拌或超声溶解；

(2)将反应釜密封，控制温度140～220℃，反应时间1～72h，反应结束后将反应釜自然冷却到室温，将产物过滤或离心分离，用无水乙醇洗涤数次，真空抽干，即获得聚乙二醇/二硫化锡插层量子点。

所述的锡盐选自草酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氯化锡、乙酸锡或乙酸亚锡中的一种或多种。

所述的硫源为可以释放出硫离子的化合物或单质。

所述的硫源为硫脲、二硫化碳或硫代乙酰胺。

所述的插层客体为分子量200到20000的聚乙二醇。

所述的溶剂为浓度0～2mol/L的盐酸溶液。