[发明专利]一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点及其制备和应用。非晶二氧化钛与CdSe量子点的摩尔比为0.8:1～10:1。制备方法包括：镉前驱体溶液制备；硒前驱体溶液制备；CdSe量子点溶液制备；非晶二氧化钛包覆CdSe量子点制备。该非晶二氧化钛包覆CdSe量子点的光催化性能相对非晶二氧化钛有较好提升，吸附性能大幅提升。制备方法简单易行，对设备要求较低，成本相对较低。

技术领域

本发明属于复合光催化剂及其制备和应用领域，特别涉及一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点及其制备方法和应用。

背景技术

在众多半导体催化剂中，二氧化钛具有制氢效率高，无毒且化学性能稳定，制备成本低等优点。然而，该材料存在两方面的不足：(1)二氧化钛的带隙宽(以锐钛矿型二氧化钛为例，其带隙为3.2eV)，只能利用太阳光中的紫外光，且不能被有效利用波长大于420nm的太阳光；(2)二氧化钛表面的电子和空穴在催化过程中易快速复合，光量子效率较低。因此，提高纳米二氧化钛的催化性能，降低催化剂的光生电子-空穴的复合率，具有十分重要的意义。

近年来，非晶二氧化钛逐渐受到人们关注，但非晶二氧化钛本身的光催化性能不明显，限制了其在光催化领域的应用。量子点(Quantum Dots)由于具有激发谱带宽、发射谱带窄、发射波长可调、制作工艺简单、成本低廉、对环境无污染等优势，得到了广泛的研究与应用。其中，Ⅱ-Ⅵ和Ⅲ-Ⅴ族半导体的量子点是重要的光敏化剂，如：CdSe量子点、ZnSe量子点等。通过将非晶二氧化钛与CdSe量子点进行复合，形成的新型核壳结构材料可以有效提升非晶二氧化钛催化性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点及其制备方法和应用，以克服现有技术非晶二氧化钛本身的光催化性能不明显的缺陷。

本发明的一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点，非晶二氧化钛与CdSe量子点的摩尔比为0.8:1～10:1。

本发明的一种非晶二氧化钛包覆CdSe量子点的制备方法，包括：

(1)在氮气条件下，将氧化镉溶解于溶剂中，搅拌溶解，得到镉前驱体溶液，其中镉前驱体溶液浓度为0.05～1.0mmol/mL；

(2)将硒溶解在溶剂中，搅拌，得到硒前驱体溶液，与步骤(1)中镉前驱体溶液以体积比为1:2～1:10混合，加入与硒前驱体溶液相同体积的油胺溶液，混合均匀，通入聚四氟乙烯毛细管中，通过油浴反应，得到CdSe量子点的混合溶液，洗涤，离心，分散，得到CdSe量子点溶液，其中硒前驱体溶液浓度为0.05～1.0mmol/mL；

(3)将钛源分散在溶剂中，得到钛源溶液，加入步骤(2)中CdSe量子点溶液反应，离心，洗涤，干燥，得到非晶二氧化钛包覆CdSe量子点，其中钛源溶液浓度为0.01～1.0mmol/mL，钛源与CdSe量子点的摩尔比为0.8:1～10:1。

所述步骤(1)中溶剂是体积比为1:2～1:10的油酸和1-十八烯的混合溶液。

所述步骤(1)中搅拌温度为120～180℃。

所述步骤(2)中溶剂为三正辛基膦TOP；CdSe量子点溶液的浓度为0.05～1.0mmol/mL。

所述步骤(2)中搅拌温度为室温；反应温度为200～300℃，反应时间为2～100s。

所述步骤(2)中洗涤是用丙酮；离心转速为5000～10000r/min，离心时间为20～25min；分散溶剂为三氯甲烷。

所述步骤(3)中钛源为钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或钛酸四丁酯。

所述步骤(3)中溶剂是体积比为1:1～1:10的异丙醇与去离子水的混合溶液。