[发明专利]一种共结晶纳米片的制备方法、共结晶纳米片及其应用

说明书

本发明涉及本一种共结晶纳米片的制备方法、共结晶纳米片及其应用，它包括以下步骤：（a）将富勒烯溶于第一良溶剂得第一溶液，所述富勒烯为Lu₃N@C₈₀或C₇₀；（b）将S₈溶于第二良溶剂得第二溶液，（c）将所述第一溶液和所述第二溶液混合形成混合溶液，过滤后加入不良溶剂，超声，使所述混合溶液由澄清变浑浊，静置共结晶纳米片。使得该共结晶纳米片有利于电子的传输，在光照条件下，能有效减少光生电子和空穴的复合，提高了光生电子和空穴的分离率，从而提高光响应。

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，涉及一种共结晶纳米片，具体涉及一种共结晶纳米片的制备方法、共结晶纳米片及其应用。

背景技术

富勒烯C₆₀、C₇₀由于其独特的电子和光学特性而被广泛用于纳米光电领域，例如，富勒烯在紫外区(400nm)有较强的光吸收且具有良好的电子传输特性，因此可应用于紫外光电探测器或作为电子传输材料应用于有机/无机薄膜太阳能电池。由于富勒烯在可见光范围的光吸收较弱，通常不适用于可见光光电探测器。但是，富勒烯微纳结构材料则具有良好的可见光吸收特性，因此这类材料或可应用于可见光光电子器件领域。

近年来，富勒烯微纳结构材料的光电特性备受关注。2014年，Biebersdorf等首先报道了半导体纳米结构(CdSe、CdTe或InP)作为p型光敏材料与n型C₆₀微米棒混合，形成p/n异质结型复合材料。在相同的光照条件下，与单一的C₆₀微米棒相比，该复合材料产生的光电流显著增强(10³倍)。2017年，Baofang Cai等报道了基于n型C₆₀微米棒和p型Cu₂O纳米立方的复合材料。相比于单一的C₆₀微米棒，该复合材料的光电响应提高了几十倍。这些结果说明，与单一微纳材料相比，复合微纳材料的p/n结结构可强化光生电荷的分离和传输，从而具有显著增强的光电响应。但是，通过简单的物理混合方法制备的复合微纳材料具有有限的p/n结结构，这将限制其光电响应。而通过n型富勒烯与p型材料共结晶形成的微纳结构中，n型和p型分子有序排列，可以实现分子尺度的p/n结结构，从而有希望获得较高的光电响应，因而这类材料在光电探测领域具有重要的科学意义和经济价值。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种共结晶纳米片的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种共结晶纳米片的制备方法，它包括以下步骤：

(a)将富勒烯溶于第一良溶剂得第一溶液，所述富勒烯为Lu₃N@C₈₀或C₇₀；

(b)将S₈溶于第二良溶剂得第二溶液，

(c)将所述第一溶液和所述第二溶液混合形成混合溶液，过滤后加入不良溶剂，超声，使所述混合溶液由澄清变浑浊，静置共结晶纳米片。

优化地，当所述富勒烯为Lu₃N@C₈₀时，第一良溶剂为选自邻二氯苯和氯苯中的一种或多种组成的混合物；当所述富勒烯为C₇₀时，第一良溶剂为选自甲苯、氯苯和邻二氯苯中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述第二良溶剂为二硫化碳。

优化地，所述不良溶剂为选自异丙醇、乙醇和甲醇中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述第一溶液和所述第二溶液的体积比为1：3～10。

优化地，所述混合溶液和所述不良溶剂的体积比为1：2～4。

本发明的又一目的在于提供一种共结晶纳米片，它由上述的制备方法制得。