[发明专利]一种FePS3

说明书

本发明涉及一种FePS₃量子点及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：1)将块体的FePS₃分散于溶液中，于60～100℃进行2～12h的化学剥离，得到的悬浮液；2)将所述悬浮液在40～100W功率下超声2～12h，然后离心去除大颗粒，得到的上清液即为含有FePS₃量子点的溶液。本发明所述的制备方法步骤简单，成本低，得到的FePS₃量子点尺寸聚焦在2～12nm，化学性质稳定，催化性能良好。通过X射线衍射谱(XRD)分析发现量子点表现为极高的纯度，且与块体的晶体结构相同，表明剥离过程没有破坏FePS₃的化学成分。

技术领域

本发明属于无机半导体纳米材料技术领域，具体涉及一种FePS₃量子点、其制备方法及其在光催化析氢中的用途。

背景技术

由于尺寸效应导致的量子限制和对称断裂等有趣特性，二维材料，如石墨烯和g-C₃N₄，在过去十年中引起了越来越多的关注。理论上存在有大量的二维材料，但只有很少的一部分，其层间解离能小到足以剥离成稳定的单层。其中，金属磷硫(硒)化物(MPT_x，如MPS₃和MPSe₃，M＝Fe，Mn，Ni，Co，Zn等)以其低层间解离能(0.29-0.54J m^-2)和高面内刚度(60-120N m^-1)受到广泛的关注。作为对比，石墨的层间解离能为0.37J m^-2。理论和实验表明，单层的MPT_x纳米片可以从其体结构中剥离出来。通过元素选择，MPT_x材料的带隙可以在1.3eV到3.5eV 变化。并且，进一步的带隙研究表明，这些材料适用于光催化分解水。同时，它们还具有极高的载流子迁移率。例如，单层MnPSe₃的电子迁移率在室温下被计算为高达625.9cm²V^-1s^-1，高于许多二维材料，如单层MoS₂(200cm²V^-1s^-1)和WS₂(214cm²V^-1s^-1)。此外，在各向异性的Heisenberg模型和Ising模型下，单层的MnPS₃或FePS₃是一个二维的磁系统，这对于理解低维磁场的机理以及构建铁磁-反铁磁异质结构等磁性器件具有重要意义。

最近，块体的MPT_x材料MPS₃(M＝Mn，Fe，Co，Ni，Zn，Cd， Sn)和MPS₄(M＝Cr，Ga，Bi)已经被报道合成，其磁性能和电化学性能，例如析氢反应(HER)，析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR) 被研究。同时，横向尺寸大于15微米的少层(10层)NiPS₃纳米片也已经通过化学气相沉积(CVD)方法生长，并用于高光谱选择性和高检测性紫外光检测器，以及太阳能分解水产氢。此外，在酸性、碱性、磷酸盐缓冲液和中性水溶液的宽pH范围内，少层的FePS₃薄片表现出非常好的电催化活性和稳定性。然而，与MPT_x材料的种类及其优异的性能相比，相关研究仍然较少，例如MPT_x材料不同纳米结构的制备。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷与不足，本申请的第一个目的是提供一种 FePS₃量子点的制备方法，其由块体的FePS₃纳米材料经化学剥离制备得到。

优选的，包括如下步骤：

1)将块体的FePS₃分散于溶液中，于60～100℃进行2～12h的化学剥离，得到的悬浮液；