[发明专利]一种不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS2量子点新型复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于化工材料技术领域，涉及到一种不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点新型复合材料及其制备方法。本发明中使用不对称卟啉重氮盐直接对MoS₂量子点进行共价修饰，具体还涉及一种不对称四苯基卟啉重氮盐的合成和MoS₂量子点的制备。通过共价修饰，可有效改善材料溶解性和可加工性，防止再聚集，并且保留了MoS₂的半导体特性，制备出的材料具有优良的光学和电学性质。为其今后在光电器件方面的应用提供可能。

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，涉及到一种不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点新型复合材料及其制备方法。具体还涉及一种不对称四苯基卟啉重氮盐的合成，MoS₂量子点的制备以及四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点。通过共价修饰，可有效改善材料溶解性和可加工性，防止再聚集，并且保留了MoS₂的半导体特性，制备出的材料具有优良的光学和电学性质。为其今后在光电器件方面的应用提供可能。

背景介绍

由于对石墨烯研究的推进，在过去几年里，对二维材料的研究已经发展成为材料科学中最热门的领域之一。类石墨烯二维半导体过渡金属二硫化物(TMDCs)如二硫化钼(MoS₂)由于具有较小的能带间隙、较大的平面内载流子迁移率、良好的光电稳定性和独特的电子等特点，引起了研究人员的极大兴趣。其中，零维的MoS₂量子点具有高稳定性，低毒性和优良的光学性质，被认为是一种具有前景的材料。由于量子限制和边缘效应，与纳米片相比，量子点具有更高能带间隙，特殊表面积和更多的边缘原子，因此显示出独特的光学和电学性质，因而被广泛的应用于析氢反应(HER)，生物成像，传感器，光电探测器和光催化剂等领域。

卟啉广泛存在于叶绿素和血红素等自然界功能体系中，具有重要生理活性和显著的光电性能。卟啉是由4个吡咯环通过次甲基相连而形成的，具有18个π电子的共轭大环化合物，其连接在氮原子上的质子可被不同金属离子配位成为金属卟啉。卟啉具有很好的可修饰性，根据骨架结构特征，可对卟啉环分子大小进行扩展，即改变其中心离子和轴向配体，或者在卟啉环上引入功能性取代基，通过这些方法对卟啉进行分子设计与组装，可得到具有特殊物理化学性质和光电功能的材料。因此卟啉被广泛的应用于发光材料、光催化和材料化学等多个相关学科及产业。

发明内容

在本发明的目的在于提供一种不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点新型复合材料及其制备方法，并在本发明中制备平均尺径为3.40nm的MoS₂量子点；和使用制备的不对称四苯基卟啉重氮盐，直接对MoS₂量子点进行共价修饰。

本发明的技术方案是：

一种不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点新型复合材料，其结构如下：

本发明还提供一种上述不对称四苯基卟啉重氮盐共价修饰MoS₂量子点新型复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)在惰性气体氛围下，将苯甲醛和吡咯加入到丙酸溶液中进行反应，分离得到对称的四苯基卟啉TPP，结构式如下：

2)将对称的四苯基卟啉TPP在酸性溶液中进行硝化反应，分离得到不对称的四苯基卟啉TPP-NO₂，结构式如下：

3)将不对称的四苯基卟啉TPP-NO₂，在浓盐酸做溶剂的条件下，进行还原反应，分离得到不对称四苯基卟啉TPP-NH₂，其结构式如下：