CN108468071B - 电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法及其应用。所述的方法包括：在电场作用下使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。本发明提供的无机非金属材料量子点的制备工艺简单，易于操作，条件温和，成本低廉，制备时间可以控制在10min以内，具有普适性，适于大规模生产，而且所制备的无机非金属材料量子点形貌可控，能在分散剂中长期均匀、稳定的分散，同时性能优良，在炸药检测、压电器件、生物成像、电化学析氢和光催化产氢等领域有广泛应用前景。

Description

电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种量子点材料的制备方法，具体涉及一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法与无机非金属材料量子点及其应用，属于材料科学及电化学领域。
背景技术
量子点是一种典型的零维材料，由于它独有的量子限域效应以及表面不饱和键的存在使得它在催化，能源等领域具有很广泛的用途，快速，高效的制备无机非金属化合物量子点也成为人们关注的一个焦点。目前制备量子点的手段包括水热法，直接超声法和碱金属离子插入法等。其中，水热法合成的量子点尺寸不均一且用时较长，大功率长时间超声法耗时耗能，而碱金属离子插入法需使用易燃易爆的锂和钾金属，且需要在真空条件下操作，这些材料具有很大危险性，并且实验操作极其严苛，很难扩大生产。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法及其应用，以克服现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其包括：在电场作用下使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。
在一些较为具体的实施方案中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：将包含活性物质的工作电极和对电极置入密闭的且含有金属阳离子的电解液体系，并对所述工作电极进行放电处理，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点；其中所述工作电极为阴极，所述对电极为阳极。
在一些较为具体的实施方案中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法也可包括：将包含活性物质的工作电极、对电极及参比电极置入含有金属阳离子的电解液体系，并对所述工作电极进行放电处理，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。
进一步的，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：采用计时电位法对所述工作电极进行放电处理。
本发明实施例还提供了一种无机非金属材料量子点的快速提取方法，其包括：
采用前述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法对活性材料进行处理后，将活性材料分散于萃取剂中形成均匀分散液，其后从所述均匀分散液中分离出所需的无机非金属材料量子点。
进一步的，所述萃取剂可优选自分子链上带有羧基或氨基的长链分子型化合物。
本发明实施例还提供了由前述任一种方法制备的无机非金属材料量子点。
本发明实施例还提供了前述无机非金属材料量子点于炸药检测、纳米发电机或表面等离子共振领域的应用。
本发明实施例还提供了一种三硝基苯酚检测方法，其包括：将可能含有三硝基苯酚的样品与所述的无机非金属材料量子点在分散剂中混合，并在密闭条件下进行光致发光测试，实现所述样品中三硝基苯酚的检测；所述光致发光测试采用的激发光波长为350～650nm，所述无机非金属材料量子点为二硫化钨量子点。
进而实现所述样品中三硝基苯酚的检测；所述光致发光测试采用的激发光波长为350～ 50nm，所述无机非金属材料量子点为二硫化钨量子点。
较之现有技术，本发明提供的无机非金属材料量子点的制备工艺简单，易于操作，条件温和，成本低廉，制备时间可以控制在十分钟以内，具有普适性，适于大规模生产，而且所制备的无机非金属材料量子点形貌可控，能在分散剂中长期均匀、稳定的分散，同时性能优良，在炸药检测、压电器件、生物成像、电化学析氢和光催化产氢等领域有广泛应用前景。
附图说明
图1a-图1b是本发明一典型实施方案中一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的工艺原理图。
图2a-图2d分别是本发明的一些典型实施例中制备的WS2、MoS2、WSe2、MoSe2量子点的透射形貌图。
图2e是本发明实施例1中制备的一种典型WS2量子点的红外光谱图。
图3a-图3b分别是本发明的一典型实施例中利用WS2量子点检测三硝基苯酚的光致发光测试图和检测机理图。
图4a-图4b分别是本发明一典型实施例中利用电化学离子冲击制备的W18O49和c-BN量子点的透射形貌图。
图5a-图5b分别是本发明一典型实施例中利用电化学离子冲击制备的c-BN量子点在相同作用力(30N)和不同作用力(2～30N)下压电输出信号图谱。
图6a-图6b是本发明一典型实施例中利用电化学离子冲击制备的g-C3N4量子点的原子力和透射图。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，特提出本发明的技术方案，并获得了出乎意料的良好技术效果。如下将对本发明的技术方案及其效果等进行详细的阐述。
本发明实施例提供的一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：在电场作用下使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。
在一些实施方案中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：将包含活性物质的工作电极和对电极置入密闭的且含有金属阳离子的电解液体系，并对所述工作电极进行放电处理，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点；其中所述工作电极为阴极，所述对电极为阳极。
另外，本申请还可以将三电极体系下的放电过程转移到二电极的电池体系中。
相应的，在另一些实施方案中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：将包含活性物质的工作电极、对电极及参比电极置入含有金属阳离子的电解液体系，并对所述工作电极进行放电处理，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。
在一些较佳的实施方案中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法包括：采用计时电位法对所述工作电极进行放电处理。
较为优选的，在所述放电处理过程中，放电电流密度为0.033～1.11mA/cm2。
较为优选的，在所述放电处理过程中，放电处理电压窗口为-0.2～0.35V。
在一些更为具体的实施案例中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法可以包括：将包含活性物质的工作电极、对电极Pt及参比电极Ag/AgCl置入含有金属阳离子的电解液体系，并对所述工作电极进行放电处理，该操作的电化学放电区间是0.3～-0.2V，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点。
在一些更为具体的实施案例中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法还可以包括：采用包含活性物质的电极作为阴极，铝片作为阳极，电解液采用六氟磷酸锂，在密闭的电池体系中采用放电手段，也可以得到需要的无机非金属材料量子点。
进一步的，所述工作电极包括导电载体和负载于导电载体上的活性物质。
进一步的，所述工作电极包括负载于导电载体上的组合物，所述组合物包括均匀混合的活性物质、粘结剂(如PVDF等)和导电剂(如炭黑等)。
优选的，所述活性物质、导电剂及粘结剂的质量比为(7～9)：(0.5～1)：(0.5～1),例如可以为8：1：1。
在一些实施方案中，所述工作电极的制备方法包括：将粉体状的活性物质与粘结剂、导电剂在有机溶剂中均匀混合，之后涂覆在导电载体上，而后干燥，制得所述工作电极。
进一步的，所述导电载体包括金属箔，例如可优选为铜箔，且不限于此。
进一步的，所述导电剂包括炭黑或乙炔黑，且不限于此。
进一步的，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)，且不限于此。
在一些较为具体的实施案例中，所述工作电极的制备方法包括：将粉末状的活性材料原料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)等在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中至少匀浆8h，匀浆结束之后均匀涂抹在铜箔上过夜烘干。
优选的，所述铜箔在使用前是经充分清洗保证表面清洁的。
进一步的，所述金属阳离子包括锂离子、钠离子、钾离子、镁离子及铝离子中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述电解液体系中的电解液包括聚碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯及碳酸甲乙酯中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述电解液体系中的电解质包括高氯酸铝、高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾和高氯酸镁中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，前述对电极可以选用Pt电极。
进一步的，前述参比电极可选用Ag/AgCl电极。
在本发明的一些更为具体的实施案例中，所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法可以被视为一种用于快速制备无机非金属量子点的电化学方法，其可以包括：使用高氯酸铝和聚碳酸丙烯酯作为电解质，在放电作用下金属阳离子快速冲击活性物质，进而造成活性物质的电荷重新分布以及内部结构的破坏。
进一步的，所述活性物质选自无机非金属材料。优选的，所述活性物质可包括过渡金属硫属化合物、过渡金属氧化物(如氧化钨W18O49)、碳材料、氮化硼系列化合物中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
例如，优选的，所述过渡金属硫属化合物包括二硫化钨(WS2)、二硫化钼(MoS2,)、硒化钨(WSe2)、硒化钼(MoSe2)，硫化铼(ReS2)、硫化铊(TaS2)和硫化铌(NbSe2) 中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
例如，优选的，所述氮化硼系列化合物包括六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(c-BN)，且不限于此。
优选的，所述碳材料选自二维碳材料，例如石墨烯、片层氮化碳(g-C3N4)等，且不限于此。
优选的，若所述活性物质为WS2，则在所述放电处理过程中，放电电流密度为0.11～1.11 mA/cm2。
优选的，若所述活性物质为MoS2或WSe2，则在所述放电处理过程中，放电电流密度为 0.056～0.56mA/cm2。
优选的，若所述活性物质为MoSe2，则在所述放电处理过程中，放电电流密度为0.033～0.33mA/cm2。
本发明实施例提供的一种无机非金属材料量子点的快速提取方法包括：
采用前述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法对活性材料进行处理后，将活性材料分散于萃取剂中形成均匀分散液，其后从所述均匀分散液中分离出所需的无机非金属材料量子点。
在一些较佳的实施方案中，所述的快速提取方法包括：采用梯度离心的方法从所述均匀分散液中分离出所述的无机非金属材料量子点。
在一些较为具体的实施方案中，所述的快速提取方法具体包括：
将所述活性材料加入溶剂并超声形成活性材料分散液；
将所述活性材料分散液与萃取剂超声混合，之后静置，使所述活性材料分散液中的部分固相颗粒沉降，移除沉降的固相颗粒，之后采用梯度离心方法对余留的活性材料分散液进行处理，获得所述无机非金属材料量子点的均匀分散液。
较为优选的，所述超声的功率为100～200W，超声时间为5～15min。
进一步的，所述萃取剂选自分子链上带有羧基，氨基的长链分子型化合物，例如油酸、水杨酸、苯胺等，且不限于此。
在本发明的一些更为具体的实施案例中，所述的快速提取方法可以包括：
将计时电位法处理过的前述工作电极放入溶剂中在超声清洗仪中分离出活性物质，形成活性物质的分散液；
在上述活性物质的分散液中加入萃取剂继续超声，之后静置使待分散液中的大颗粒初步沉淀下来，而后从分散液的上层液体中以梯度离心的方式得到所需的无机非金属材料量子点。
进一步的，在前述实施案例中，若离心完毕后，分散液均一透明，并且丁达尔效应明显，则表明无机非金属材料量子点已被顺利提取出，而无需再进行下一步的离心操作。
本发明实施例还提供了由前述电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法或由前述无机非金属材料量子点的快速提取方法制备的无机非金属材料量子点。
优选的，所述无机非金属材料量子点的粒径为2～5nm。
进一步的，本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点于炸药检测、纳米发电机或表面等离子共振等领域的应用。
例如，本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点在常温环境下检测三硝基苯酚中的应用，所述无机非金属材料量子点为二硫化钨量子点。
例如，本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点于制备压电材料或压电器件中的应用，所述无机非金属材料量子点为立方氮化硼量子点。
例如，本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点于表面等离子共振领域的应用，所述无机非金属材料量子点为氧化钨量子点。
例如，本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点于生物成像，电化学析氢或光催化产氢领域的应用，所述无机非金属材料量子点为氮化碳量子点。
例如，本发明实施例还提供了一种三硝基苯酚检测方法，其包括：将可能含有三硝基苯酚的样品与所述的无机非金属材料量子点在分散剂中混合，并在密闭条件下进行光致发光测试，实现所述样品中三硝基苯酚的检测；所述光致发光测试采用的激发光波长为350～650nm，所述无机非金属材料量子点为二硫化钨量子点。
进一步的，在前述光致发光测试中，当将量子点分散液中加入一定量的三硝基苯酚时，若采用同样波段的光去激发，与单纯的量子点相比，可以发现带有检测物质三硝基苯酚的量子点的荧光强度会降低或者完全淬灭，通过荧光强度即可实现所述样品中三硝基苯酚的检测。
在一些更为具体的实施方案中，一种检测黄色炸药三硝基苯酚的方法具体如下：量取乙醇配制浓度分别为10-2mol/L、10-3mol/L、10-4mol/L、10-5mol/L的三硝基苯酚溶液加入二硫化钨量子点分散液中，进行光致发光测试。具体测试条件：激发光波长范围选择350～650nm，密闭条件下测试。
进一步的，所述分散剂包括乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮及N-甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
利用本发明的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法或无机非金属材料量子点的快速提取方法制备的超薄单层过渡金属硫属化合物(例如二硫化钨量子点)形貌可控；可以在乙醇等有机溶剂中稳定存在一个月以上，并且性能优异。例如，以所述二硫化钨量子点可以很好的检测黄色炸药三硝基苯酚，与传统的X射线检测相比，这种检测方法更加廉价且方便，并且检测灵敏度极高，在常温条件下的检测极限浓度可以达到10-6摩尔/升的极低浓度。
本发明实施例还提供了所述无机非金属材料量子点的分散方法，其包括：将所述无机非金属材料量子点与分子链上带有羧基的长链分子型化合物在分散剂中混合，从而使所述无机非金属材料量子点稳定分散于分散剂内。
进一步的，所述的分散方法具体可以包括：通过超声作用使所述无机非金属材料量子点与分子链上带有羧基的长链分子型化合物在分散剂中混合，从而获得所述无机非金属材料量子点的均匀稳定分散液。
进一步的，所述带有羧基的长链分子型化合物，例如可以是油酸、水杨酸等，且不限于此。
进一步的，所述的分散剂包括乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮及N-甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
在前述分散方法中，前述长链分子型化合物中的羧基等活性基团可与所述无机非金属材料量子点在超声作用下共价键合，即使所述无机非金属材料量子点被表面官能团修饰，进而使所述无机非金属材料量子点稳定悬浮在无水乙醇等有机试剂中，时间可长达一个月以上。
在一些更为具体的典型实施案例中，可以将活性材料与乙炔黑等导电剂、聚偏氟乙烯 (PVDF)等粘结剂在适量的N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂中按照一定的质量比(例如8：1：1) 搅拌匀浆8h以上，然后均匀涂抹在金属箔(例如9cm×3cm×3cm的铜箔)上，过夜烘干形成样品，然后再进行计时电位法放电处理样品，放电处理之后的样品，在乙醇等有机溶剂与油酸等长链分子型化合物的混合液中超声分散，然后经过梯度离心去除大的颗粒即可得到相应的无机非金属量子点材料。
其中，前述活性材料包括二硫化钨、二硫化钼、硒化钨、硒化钼，硫化铼、硫化铊、硫化铌，以及六方氮化硼、立方氮化硼，带缺陷的氧化钨，石墨烯和片层氮化碳等，且不限于此。
前述过夜烘干的气氛可以是真空氛围。前述烘干温度可以是100℃。前述烘干时间可以是12h。
前述放电处理电压窗口可以是0～0.35V，适于二硫化钨的放电电流可以是0.11mA/cm2，适于二硫化钼的放电电流可以是0.056mA/cm2，适于硒化钨的放电电流可以是0.056mA/cm2，适于硒化钼的放电电流可以是0.033mA/cm2。
前述油酸与乙醇的体积比可以是1：1。
综上所述，本发明的无机非金属材料量子点制备工艺简单，速度快(10min以内)，成本低，适用的材料体系范围很广，并且所获无机非金属材料量子点形貌可控，经过简单的表面官能团修饰就可以在乙醇等有机溶剂中稳定存在一个月以上，同时这些无机非金属材料量子点性能优异，如炸药检测、压电器件、生物成像、电化学析氢和光催化产氢等性能优良。
例如，本发明制备出的二硫化钨量子点可以在常温环境中检测出的10-6M的黄色炸药三硝基苯酚。又例如，本发明制备的立方氮化硼量子点在同等条件下压电输出性能是对应块体的六倍。又例如，本发明制备的带有缺陷的WO3-x量子点，在可见光区690nm附近有很强的吸收，显示出很好的表面等离子共振效应。又例如，本发明制备的g-C3N4 QDs具有很好的生物成像、电化学析氢和光催化产氢性能。
以下结合附图及若干实施例对本发明的技术方案作更为具体的说明。
实施例1：将200mgWS2与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N-甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的Al(ClO4)3·9H2O 的碳酸丙烯酯(PC)溶液，计时电位法对工作电极放电处理(其原理可参阅图1a-图1b所示，放电处理电压窗口约0～0.35V，放电电流可以为0.11mA/cm2、0.50mA/cm2、1.0mA/cm2、1.11mA/cm2)，然后将经电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为5min)，这里油酸可以很好的脱出插入片层间的三价铝离子，达到破坏片层的作用，离心的时候先采用1500转/分钟，离心10min去除大的颗粒，然后采取2500转/分钟去除未完全剥离的大块体，最后采用4000转/分钟进行离心，进一步去除大的颗粒，然后采用12000转/ 分钟，即可离心得到WS2量子点材料，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的 WS2量子点。其中一种典型WS2量子点产物形貌可参阅图2a所示。再请参阅图2e所示是其中一种典型WS2量子点的红外光谱图，由此图可以清晰的看到油酸已经成功包裹住WS2量子点，进而使得量子点可以稳定的存在，另外请参阅该图2e中的插图，其中示出了经过一个月之后，量子点还是均一稳定的存在。本实施例所获的WS2量子点可以用来检测黄色炸药三硝基苯酚。
进一步的，利用该WS2量子点检测黄色炸药三硝基苯酚的方法具体如下：量取乙醇配制浓度分别为10-2mol/L、10-3mol/L、10-4mol/L、10-5mol/L的三硝基苯酚溶液加入该WS2量子点的分散液中进行光致发光测试。在测试中采用的激发光波长为350nm～650nm，并在密闭条件下测试。该测试的原理可参阅图3b，而相应测试结果可参阅图3a。
实施例2：将200mg MoS2与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的 Al(ClO4)3.9H2O的碳酸丙烯酯(PC)溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0～0.35V，放电电流可以为0.056mA/cm2、0.10mA/cm2、0.25mA/cm2、0.56mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入水杨酸超声(超声的功率为100W，超声时间为15min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的MoS2量子点。其中一种典型MoS2量子点产物的形貌可参阅图2b所示。本实施例所获的MoS2量子点可以用来检测黄色炸药三硝基苯酚。
实施例3：将200mgWSe2与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的高氯酸锂的碳酸二乙酯溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0～0.35V，放电电流可以为0.056mA/cm2、0.11mA/cm2、0.28mA/cm2、0.56mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为150W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的WSe2量子点。其中一种典型WSe2量子点产物的形貌可参阅图2c所示。本实施例所获的WSe2量子点可以用来检测黄色炸药三硝基苯酚。
实施例4：将200mgMoSe2与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的高氯酸铝的碳酸甲乙酯溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0～0.35V，放电电流可以为0.033mA/cm2、0.06mA/cm2、0.15mA/cm2、0.33mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的MoSe2量子点。其中一种典型MoSe2量子点产物的形貌可参阅图2d所示。本实施例所获的MoSe2量子点可以用来检测黄色炸药三硝基苯酚。
实施例5：将200mg h-BN与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的高氯酸钠的碳酸甲乙酯溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0.3～-0.2V，放电电流约为0.033mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的h-BN量子点。
实施例6：将200mg c-BN与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的高氯酸钠的碳酸甲乙酯溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0.3～-0.2V，放电电流约为0.33mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇(体积比约为1：1)洗涤，得到的材料即是对应的c-BN量子点，其形貌可参阅图4b所示。
实施例7：将200mgW18O49与25mg炭黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N-甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的Al(ClO4)3.9H2O 的碳酸丙烯酯(PC)溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0.3～-0.2V，放电电流约为0.61mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的W18O49量子点，其形貌可参阅图4a所示。
实施例8：将200mg还原石墨烯与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mLN-甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的 Al(ClO4)3.9H2O的碳酸丙烯酯(PC)溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0.3～-0.2V，放电电流约为0.15mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的量子点。
实施例9：将200mg g-C3N4与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为工作电极，以Ag/AgCl作为参比电极，以Pt电极作为对电极，电解液是1mol/L的 Al(ClO4)3.9H2O的碳酸丙烯酯(PC)溶液，计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0.3～-0.2V，放电电流约为1.11mA/cm2)，然后对电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为10min)，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的g-C3N4量子点，其形貌可参阅图中的原子力(图6a)和透射图片(图6b)所示。
实施例10：将200mgWS2与25mg乙炔黑，25mg聚偏氟乙烯(PVDF)分散在2mL N- 甲基吡咯烷酮中匀浆8小时以上，然后将活性物质均匀涂在9cm×3cm×3cm的铜箔上，活性物质所占的面积是3cm×3cm，然后将电极在100℃的真空烘箱中过夜烘干，之后以铜箔作为阴极，铝片作为阳极，六氟磷酸锂作为电解液形成密闭的电池体系，并利用计时电位法对工作电极放电处理(放电处理电压窗口约0～0.35V，放电电流约1.11mA/cm2)，然后将经电化学处理过的活性物质加入油酸超声(超声的功率为200W，超声时间为5min)，经梯度离心分离处理，最后使用丙酮和乙醇洗涤，得到的材料即是对应的WS2量子点。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或是还包括为这种过程、方法、物品或设备所固有的要素。
应当理解，以上所述仅是本发明的具体实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于包括：将包含活性物质的工作电极和对电极置入密闭的且含有金属阳离子的电解液体系，并采用计时电位法对所述工作电极进行放电处理，使金属阳离子冲击活性物质而破坏活性物质的内部结构并使活性物质内的电荷重新分布，从而制得无机非金属材料量子点；其中所述工作电极为阴极，所述对电极为阳极；在所述放电处理过程中，放电电流密度为0.033～1.11mA/cm2、放电处理电压窗口为-0.2～0.35V；所述工作电极包括导电载体和负载于导电载体上的活性物质；所述无机非金属材料量子点为粒径为2～5nm的氧化钨量子点或氮化碳量子点；所述活性物质采用氧化钨或片层氮化碳。
2.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述工作电极包括负载于导电载体上的组合物，所述组合物包括均匀混合的、质量比为(7～9)：(0.5～1)：(0.5～1)活性物质、粘结剂和导电剂。
3.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述金属阳离子包括锂离子、钠离子、钾离子、镁离子及铝离子中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述电解液体系包括六氟磷酸锂，所述阳极包括铝电极。
5.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述电解液体系中的电解液包括聚碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯及碳酸甲乙酯中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述电解液体系中的电解质包括高氯酸铝、高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾和高氯酸镁中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述氧化钨量子点应用于表面等离子共振领域。
8.根据权利要求1所述的电化学离子冲击制备无机非金属材料量子点的方法，其特征在于：所述氮化碳量子点应用于电化学析氢或光催化产氢领域。
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