[发明专利]一种量子点敏化碳纳米管及制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于太阳能电池的量子点敏化碳纳米管光阳极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)碳纳米管的混酸氧化处理，得到含有羧基基团的碳纳米管；

(2)步骤(1)所得碳纳米管的对苯二胺的酰胺化，碳纳米管和对苯二胺的酰胺化反应在1，4-二氧六环溶剂中进行，混酸氧化碳纳米管和溶剂的质量比为1：100～1：150，混酸氧化碳纳米管和对苯二胺的质量比为1：6～1：15，反应温度为70～90℃，反应时间为2～5小时；

(3)步骤(2)所得碳纳米管的聚苯胺的共价键接枝，步骤(2)酰胺化碳纳米管和苯胺的原位聚合反应，以阳离子自由基聚合历程在冰浴微乳液环境中制备，聚苯胺在酰胺化碳纳米管上的包覆量为5～43wt％；

(4)硫醇基团的官能化，将步骤(3)聚苯胺共价键接枝的碳纳米管和含有硫醇基团的质子酸在四氢呋喃溶液中进行掺杂，聚苯胺共价键接枝碳纳米管和溶剂的质量比为1：100～1：150，并按照碳纳米管表面聚苯胺和质子酸摩尔比为1：2～1：5反应，25～30℃反应3～5小时；

(5)量子点的配位吸附，量子点和步骤(4)硫醇官能化的碳纳米管在四氢呋喃溶液中进行配位吸附，硫醇官能化碳纳米管和溶剂的质量比为1:60～1:100，硫醇官能化碳纳米管和量子点的投料质量比为1：0.05～1：0.5。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管的混酸氧化处理：使用体积比1：10～1：2的浓硫酸/浓硝酸混合物，碳纳米管和混酸的质量比为1：100～1：500，反应温度为140～160℃，反应时间为4～24小时。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管选自直径为5～50nm，长径比为300～1000的多壁碳纳米管。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，质子酸选用2-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸或其混合物。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，量子点要求量子点的荧光光谱峰值大于600nm，荧光产率大于30％。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，量子点选用硒化镉、锑化镉、硫化镉、硫化镉包覆硒化镉、硫化镉包覆氧化锌。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，聚苯胺在碳纳米管上的包覆量为12～35wt％；聚苯胺共价键接枝碳纳米管和溶剂的质量比为1：115～1：136，并按照碳纳米管表面聚苯胺和质子酸摩尔比为1：2.4～1：4.7反应，25～30℃反应3.5～4.5小时；硫醇基团官能化碳纳米管和溶剂的质量比为1:69～1:84，硫醇官能化碳纳米管和量子点的投料质量比为1：0.08～1：0.32。

8.按照权利要求1-7的任一方法制备得到的量子点敏化碳纳米管。

9.按照权利要求1-7的任一方法制备得到的量子点敏化碳纳米管用于太阳能电池的量子点敏化碳纳米管光阳极材料。

10.按照权利要求1-7的任一方法制备得到的量子点敏化碳纳米管用于太阳能电池的量子点敏化碳纳米管光阳极材料，使用时涂布厚度控制在6～20μm。