CN109988558A - 多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 - Google Patents
多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109988558A CN109988558A CN201910372472.2A CN201910372472A CN109988558A CN 109988558 A CN109988558 A CN 109988558A CN 201910372472 A CN201910372472 A CN 201910372472A CN 109988558 A CN109988558 A CN 109988558A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cds
- solution
- quantum dots
- preparation
- cdse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 title claims abstract description 26
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 40
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 33
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 10
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PBFKVYVGYHNCGT-UHFFFAOYSA-N 1-sulfanylpropane-1,2,3-triol Chemical compound OCC(O)C(O)S PBFKVYVGYHNCGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KOUKXHPPRFNWPP-UHFFFAOYSA-N pyrazine-2,5-dicarboxylic acid;hydrate Chemical compound O.OC(=O)C1=CN=C(C(O)=O)C=N1 KOUKXHPPRFNWPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 3
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 3
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004201 L-cysteine Substances 0.000 claims description 2
- 235000013878 L-cysteine Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001786 chalcogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001534 heteroepitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/057—Selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/0573—Selenium; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
- C09K11/881—Chalcogenides
- C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1041—Composition of the catalyst
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法，所述多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3以CdSe为核，通过层层离子吸附的方式由内而外得到CdS壳层和In2S3壳层。与现有技术相比，本发明提供的CdSe/CdS/In2S3 QDs的制备方法中的所用原料易于购买且价格较低，同时制备方法简单，易于操作，便于大规模投入生产。另外，将本发明制备得到的CdSe/CdS/In2S3 QDs作为光催化制氢材料，其制氢效果相较于CdSe QDs和CdS QDs有了较为明显的提高，在7h内的光催化制氢量可以达到928.87μmol，并且该材料在光催化制氢过程中能够保持良好的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法，以及该多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3在光催化制氢中的应用。
背景技术
近年来，CdS QDs,CdSe QDs,CdTe QDs以及MoS2QDs等硫属化合物量子点在电催化、传感器及锂离子电池方面都表现出了十分优异的性质。CdSe QDs作为一种II-VI族零维半导体材料，因其具有较小的带隙宽度(1.7eV)而具有出色的光捕获能力，因此近几年来CdSe QDs作为光催化制氢材料被广泛应用于光催化领域。这对推动新能源的开发、氢能的发展以及环境的治理等具有十分积极的现实意义。
虽然CdSe QDs具有较好的捕获太阳光的能力，但因其同时具有较高的光生电子-空穴对的复合速率而限制了其光催化性能的进一步提高。而且，为了简化实验步骤和达到绿色化学的要求，发明一种水溶性的量子点的制备方法也至关重要。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种以水溶性的CdSe QDs为核心，通过层层离子吸附的方式获得多壳层的CdSe/CdS/In2S3QDs，同时提供该多壳层的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法及其在光催化制氢中的应用。
具体的，本发明提供一种多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3，其特征在于，以CdSe为核心，通过层层离子吸附的方式由内而外得到CdS壳层和In2S3壳层。
本发明的另一目的在于提供一种上述多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将硒粉、去离子水和NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，得到溶液B；
(3)向所述溶液B中加入配体，然后用NaOH溶液调节pH；取所述溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后加热回流，得到溶液C；
(4)向所述溶液C中逐滴加入硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，加热回流，得到溶液D；
(5)向所述溶液D中逐滴加入硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，加热回流，即得到多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3；
所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
优选的，所述步骤(3)中配体为3-巯基丙酸(MPA)、巯基乙酸、巯基甘油或L-半胱氨酸中的一种。
优选的，所述步骤(1)中硒粉、去离子水和NaBH4的摩尔比为(0.01～0.02):1:(0.025～0.03)，反应时间为1.5～2h。
优选的，所述步骤(2)中Cd(NO3)2溶液的浓度为0.001～0.1mol/L。
优选的，所述步骤(3)中Cd、配体与Se的摩尔比为1:(1.5～3.0):(0.2～0.25)，用1M NaOH溶液将pH调节为9.00～11.00，在100℃下进行加热回流2h。
优选的，所述步骤(4)中，加入硫化钠溶液后，在90℃下加热回流2h；更为优选的，所述步骤(4)中，Cd与S的摩尔比为(10.5～9.5):(2～3)。
优选的，所述步骤(5)中，加入硝酸铟溶液后，在90℃下加热回流2h；更为优选的，所述步骤(5)中，Cd、S与In的摩尔比为(10.5～9.5):(2～3):1。
本发明制得的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3需进行避光储存。
本发明的又一目的在于提供上述多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3在光催化制氢中的应用，具体为在具有耐热玻璃反应池的封闭气体循环系统中进行了光催化析氢测试，采用氙灯作为光源，将多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3作为光催化剂分散到含有Na2S和Na2SO3牺牲剂的去离子水中。在光催化制氢实验中，全程采用磁力搅拌稳定悬浮液，并利用在线气相色谱(GC-7920)测定析氢含量。
与现有技术相比，本发明提供的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法中的所用原料易于购买且价格较低，同时制备方法简单，易于操作，便于大规模投入生产。另外，将本发明制备得到的CdSe/CdS/In2S3QDs作为光催化制氢材料，其制氢效果相较于CdSe QDs和CdS QDs有了较为明显的提高，在7h内的光催化制氢量可以达到928.87μmol，并且该材料在光催化制氢过程中还能保持良好的循环稳定性。
附图说明
图1为实施例1所述水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的高分辨透射电镜图。
图2为实施例1所述水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的XRD图。
图3为实施例1所述水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的XPS图。
图4为实施例1所述水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的光催化制氢对比图。
图5为实施例1所述水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的循环稳定性测试图。
图6为实施例2所述水溶性的CdSe/CdS QDs的高分辨透射电镜图。
图7为实施例3所述水溶性的CdSe QDs的高分辨透射电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步描述：
实施例1
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.315g的硒粉、6mL的去离子水和0.34g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.01M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入521μL的3-巯基丙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到11.00；取0.75mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的0.05M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入4mL的0.05M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
实施例1所制备的CdSe/CdS/In2S3QDs的高分辨透射电镜图如图1所示；其XRD谱图如图2所示，由于CdS和In2S3壳层的形成，CdSe/CdS/In2S3QDs的XRD衍射峰相对于CdSe(JCPDS No.19-0191)发生了向高角度的偏移；同时，在XRD谱图中，并没有单独的CdS和In2S3的衍射峰出现，这表明了所形成的多壳层量子点中的CdS壳层和In2S3壳层是在CdSe核心的基础上发生的异质外延。
为了确定多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3QDs的形成，于是对样品表面的化学组成进行了XPS测试，如图3所示，在样品CdSe/CdS/In2S3QDs中，元素Cd、Se、S和In共存。
实施例2
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.315g的硒粉、6mL的去离子水和0.34g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.01M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入521μL的3-巯基丙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到10.00；取0.75mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的0.05M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到CdSe/CdS QDs，其高分辨透射电镜图如图6所示，所述步骤(1)～(4)均在氮气气氛下进行。
实施例3
本实施例提供一种水溶性的CdSe QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.315g的硒粉、6mL的去离子水和0.34g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.01M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入521μL的3-巯基丙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到9.00；取0.75mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到CdSe QDs，其高分辨透射电镜图如图7所示，所述步骤(1)～(3)均在氮气气氛下进行。
利用实施例1、2、3得到的产物作为光催化剂，分别进行光催化产氢测试。具体测试方法为：采用300W氙灯作为光源，将25mg的光催化剂分散到含有0.35M Na2S和0.25M Na2SO3的100mL去离子水中。在光照射之前，密封反应装置并用真空泵抽真空10min以除去空气。在光催化制氢实验中，全程采用磁力搅拌稳定悬浮液，并用在线气相色谱(GC-7920)-热导检测器(TCD)测定H2含量，结果见图4。图4为CdSe/CdS/In2S3QDs及CdSe/CdS QDs和CdSe QDs的光催化制氢图。CdSe/CdS/In2S3QDs在7h时光催化制氢量可以达到928.87μmol，是CdSe/CdSQDs(736.05μmol)的1.26倍，是CdSe QDs(215.54μmol)的4.31倍。这表明多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3QDs的光催化制氢性能明显高于CdSe/CdS QDs和CdSe QDs。
图5为CdSe/CdS/In2S3QDs的循环稳定性能测试图，在经过四次循环稳定性测试后，CdSe/CdS/In2S3QDs的光催化制氢量基本保持稳定。
实施例4
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.0315g的硒粉、6mL的去离子水和0.034g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.001M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入41.8μL的3-巯基丙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到9.00；取0.6mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的5×10-3M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入4mL的5×10-3M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
实施例5
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将3.15g的硒粉、6mL的去离子水和3.4g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将150mL的0.1M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入3.14mL的3-巯基丙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到10.00；取0.45mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入75mL的0.05M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入30mL的0.05M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
实施例6
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.158g的硒粉、6mL的去离子水和0.17g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.001M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入52.7μL的巯基甘油，然后用1M NaOH溶液调节pH到10.00；取0.15mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的5×10-3M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入4mL的5×10-3M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
实施例7
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.945g的硒粉、6mL的去离子水和1.02g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.01M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入416μL的巯基乙酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到10.00；取0.25mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的0.05M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入4mL的0.05M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
实施例8
本实施例提供一种水溶性的CdSe/CdS/In2S3QDs的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.315g的硒粉、6mL的去离子水和0.34g的NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将200mL的0.01M的Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，得到溶液B；
(3)向溶液B中加入0.725g的L-半胱氨酸，然后用1M NaOH溶液调节pH到10.00取0.6mL步骤(1)所述的溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后在100℃下加热回流2h，得到溶液C；
(4)向步骤(3)所述溶液C中逐滴加入10mL的0.05M的硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，得到溶液D；
(5)向步骤(4)所述溶液D中逐滴加入4mL的0.05M的硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，在90℃下加热回流2h，即得所述的CdSe/CdS/In2S3QDs，所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3，其特征在于，以CdSe为核心，通过层层离子吸附的方式由内而外得到CdS壳层和In2S3壳层。
2.如权利要求1所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硒粉、去离子水和NaBH4分别加入到血清瓶中，塞上橡胶塞，将注射器针头倒插在橡胶塞上，在磁力搅拌下反应得到无色透明的溶液A；
(2)将Cd(NO3)2溶液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，得到溶液B；
(3)向所述溶液B中加入配体，然后用NaOH溶液调节pH；取所述溶液A快速注入到三口烧瓶中，待反应稳定后加热回流，得到溶液C；
(4)向所述溶液C中逐滴加入硫化钠溶液，待反应溶液稳定后，加热回流，得到溶液D；
(5)向所述溶液D中逐滴加入硝酸铟溶液，待反应溶液稳定后，加热回流，即得多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3；
所述步骤(1)～(5)均在氮气气氛下进行。
3.如权利要求2所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中配体为3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基甘油或L-半胱氨酸中的一种。
4.如权利要求3所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述硒粉、去离子水和NaBH4的摩尔比为(0.01～0.02):1:(0.025～0.03)，反应时间为1.5～2h。
5.如权利要求4所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中Cd(NO3)2溶液的浓度为0.001～0.1mol/L。
6.如权利要求5所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中Cd、配体与Se的摩尔比为1:(1.5～3.0):(0.2～0.25)，用1M NaOH溶液将pH调节为9.00～11.00，在100℃下进行加热回流2h。
7.如权利要求2-6任一所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，加入硫化钠溶液后，在90℃下加热回流2h，其中Cd与S的摩尔比为(10.5～9.5):(2～3)。
8.如权利要求2-6任一所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，加入硝酸铟溶液后，在90℃下加热回流2h，其中Cd、S与In的摩尔比为(10.5～9.5):(2～3):1。
9.如权利要求1所述的多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3在光催化制氢中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910372472.2A CN109988558B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910372472.2A CN109988558B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109988558A true CN109988558A (zh) | 2019-07-09 |
| CN109988558B CN109988558B (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=67135987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910372472.2A Active CN109988558B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109988558B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113134371A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-20 | 青岛科技大学 | 一种硒化镉铟/硫化锌铜纳米复合材料及其制备方法与应用 |
| CN117186893A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-08 | 安徽大学 | 一种CdSe@CdS核壳量子点及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102790129A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-11-21 | 燕山大学 | 一种用于光伏器件核-壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备方法 |
| CN105885847A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 武汉理工大学 | 一种硫硒化镉固溶体量子点及其制备方法和光催化产氢应用 |
-
2019
- 2019-05-06 CN CN201910372472.2A patent/CN109988558B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102790129A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-11-21 | 燕山大学 | 一种用于光伏器件核-壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备方法 |
| CN105885847A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 武汉理工大学 | 一种硫硒化镉固溶体量子点及其制备方法和光催化产氢应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DO JEONG YEON等: "Fabrication of core@interface: shell structured CuS@CuInS2:In2S3 particles for highly efficient solar hydrogen production", 《APPLIED SURFACE SCIENCE》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113134371A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-20 | 青岛科技大学 | 一种硒化镉铟/硫化锌铜纳米复合材料及其制备方法与应用 |
| CN113134371B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-05-31 | 青岛科技大学 | 一种硒化镉铟/硫化锌铜纳米复合材料及其制备方法与应用 |
| CN117186893A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-08 | 安徽大学 | 一种CdSe@CdS核壳量子点及其制备方法和应用 |
| CN117186893B (zh) * | 2023-08-29 | 2024-05-03 | 安徽大学 | 一种CdSe@CdS核壳量子点及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109988558B (zh) | 2022-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lu et al. | Syntheses and energy storage applications of MxSy (M= Cu, Ag, Au) and their composites: rechargeable batteries and supercapacitors | |
| Li et al. | ZnSe/CdSe Z-scheme composites with Se vacancy for efficient photocatalytic CO2 reduction | |
| Wang et al. | Synthesis of Mn-doped ZnS microspheres with enhanced visible light photocatalytic activity | |
| Xue et al. | Enhanced photocatalytic H2 evolution on ultrathin Cd0. 5Zn0. 5S nanosheets without a hole scavenger: combined analysis of surface reaction kinetics and energy-level alignment | |
| Hutchings et al. | In situ formation of cobalt oxide nanocubanes as efficient oxygen evolution catalysts | |
| Blough et al. | Reaction of superoxide with nitric oxide to form peroxonitrite in alkaline aqueous solution | |
| CN105098163B (zh) | 一种包覆型电极材料的制备方法 | |
| CN109988558A (zh) | 多壳层量子点CdSe/CdS/In2S3及其制备方法与应用 | |
| CN113134371B (zh) | 一种硒化镉铟/硫化锌铜纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN102181293B (zh) | 一种水溶性Zn掺杂CdTe量子点CdxZn1-xTe的制备方法 | |
| Wang et al. | Recent advances in Co-based co-catalysts for efficient photocatalytic hydrogen generation | |
| Yang et al. | Indium-based ternary metal sulfide for photocatalytic CO2 reduction application | |
| CN109876865A (zh) | 一种插层结构的多酸基金属有机框架的制备及催化性能 | |
| CN107201226A (zh) | CuInS2量子点、CuInS2/ZnS量子点及其制备和应用 | |
| Fan et al. | Direct synthesis of sulfide capped CdS and CdS/ZnS colloidal nanocrystals for efficient hydrogen evolution under visible light irradiation | |
| CN102671676A (zh) | 一种SnO2/SnS2异质结光催化剂的制备方法 | |
| CN105885847B (zh) | 一种硫硒化镉固溶体量子点及其制备方法和光催化产氢应用 | |
| CN109453818A (zh) | 一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法 | |
| Li et al. | How to enhance the C2 products selectivity of copper-based catalysts towards electrochemical CO2 reduction?—A review | |
| Jing et al. | Cyano‐Rich g‐C3N4 in Photochemistry: Design, Applications, and Prospects | |
| Lin et al. | Highly selective photocatalytic reduction of CO2 to CH4 on electron‐rich Fe species cocatalyst under visible light irradiation | |
| CN114768841A (zh) | 过渡金属磷化物修饰的氧掺杂ZnIn2S4极化光催化材料及其制备方法和用途 | |
| CN108993614B (zh) | 一种花球状锌离子掺杂的CdS光催化剂的制备方法 | |
| CN110026207A (zh) | CaTiO3@ZnIn2S4纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| Al Murisi et al. | New insights on applications of quantum dots in fuel cell and electrochemical systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |