[发明专利]一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法

权利要求书

1.一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

(1)以商用P25粉末与NaOH溶液混合，在水热反应釜中水热合成出钛酸盐纳米管；

(2)在钛酸盐纳米管溶液中加0.1M盐酸，进行H⁺与Na⁺置换，再用去离子水清洗，经多次重复置换和清洗后，使得溶液的pH值达到7，得到钛酸纳米管；

(3)将步骤(2)中得到的钛酸纳米管重新分散在设定的溶液中；

(4)将步骤(3)中制备的物料送入内部耦合有超声波换能器的超临界反应釜装置中，在设定的操作条件下反应一定时间，然后将物料送入冷却器中；

(5)在冷却器中，物料被快速冷却至常温；

(6)将步骤(5)中得到的高压常温物料快速喷入到溶液罐内；

(7)将步骤(6)中溶液罐内的物料用渗析、离心或膜过滤的方法去除粗颗粒，得到单分子层氧化钛量子点；

(8)将步骤(7)中得到的单分子层氧化钛量子点分散在溶液中，配置成可喷墨打印的半导体墨水。

2.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的设定的溶液为添加有0.1M盐酸的去离子水溶液，在去离子水溶液中，钛酸纳米管的添加量为：1～80g／L；0.1M盐酸的添加量为0～10wt％。

3.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的超临界反应釜装置内部耦合有超声波换能器，超声波换能器的工作参数为：功率100～400W，频率30～80kHZ；超临界反应釜装置中设定的操作条件为：开启超声波换能器，流体温度380～450℃，流体压力20～23Mpa，物料在反应釜内停留时间1～30分钟。

4.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(7)所述的渗析采用的渗析膜的截留相对分子质量≤2000Da。

5.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(7)所述的单分子层氧化钛量子点具有如下外观形貌和晶格结构特征：单层厚度0.4nm；二维层面的片尺度大小2～3nm；晶格常数为0.24nm×0.24nm，晶轴夹角为90°；暴露面为(001)。

6.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(8)所述的半导体墨水具有超亲水性：单分子层氧化钛量子点MTQDs墨水滴在玻璃表面的接触角小于10°。

7.根据权利要求1所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，步骤(8)所述的可喷墨打印的半导体墨水的配比组成为：MTQDs含量5～30wt％；溶剂含量65～90wt％；表面活性剂含量1～5wt％。

8.根据权利要求9所述的一种单分子层氧化钛量子点半导体墨水的制备方法，其特征在于，所述的溶剂是去离子水、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基桠枫中的一种或多种组合；所述的表面活性剂是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、明胶、聚噻吩化合物中的一种或多种组合。