[发明专利]一种量子点敏化碳纳米管及制备方法及应用

摘要

一种量子点敏化碳纳米管及制备方法及应用，属于染料敏化太阳能电池领域。首先通过混酸氧化处理，在碳纳米管表面引入羧基基团；通过羧基和氨基的酰胺化反应，将对苯二胺接枝到酸化碳纳米管表面；然后经原位聚合，将聚苯胺共价键接枝到碳纳米管表面；使用含硫醇的质子酸掺杂到碳纳米管表面的聚苯胺分子链中；最后利用硫醇基团和量子点的配位作用，将量子点稳定的吸附到碳纳米管表面。本发明有效提高量子点含量，同时在量子点和碳纳米管间形成稳定的P‑π共轭分子导电通路，提高了量子点中激发态电子向碳纳米管的传导几率。

主权项

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。