對量子點棒進行外表修飾改性的方法、光合成催化劑的制備

　　自然界光合成作用自古以来为人类直接或间接的提供能量来源。据统计生物光合 成作用每年可向地球提供100TW的能量。例如，人们所熟知的石油和煤炭就是自然界通过 光合成作用并通过几百万年的转化而来的。这些化石能源转变的人类的生活方法，人类利 用它们提供的能量来取暖、驱动设备运转、合成有用的材料及衣食住行用品等。但是这些化 石燃料是不可再生的，同时使用过程中会对环境造成污染。再加上随着人类社会的发展与 前进，人类对能源的需求量越来越大。单一的化石能源供给日益显得捉襟见肘。目前能源 供给的单一性及不可持续性随之成为摆在人类面前的一道难题。因此，寻找新的能源及供 能方法是人类社会必须面对的新挑战。由于人类对新能源开发及应用的迫切需求，自然光合成作用又一次被聚焦。这是 因为生物光合成作用不仅是一个可再生无污染的过程，同时足以提供人类所需的能量。但 是，由于自然光合成作用的庞大性，完全构筑类似自然界的光合成体系目前是不也许的。因 此，人工光合成模拟转化太阳能为可转化、存贮及使用的化学能，特别是氢能，是目前最有 希望的方法和途径。

本文要解決的技術問題是提供一種光合成制氫的催化劑制備方法，具體制備方案如下：

A、合成有机配体稳定的水溶性量子点MN，或将油溶性量子点/棒MN通过 配体交换方法对量子点/棒MN外表进行修饰改性转移到水相，获得外表为水溶性有机 /无机配体稳定的量子点/棒MN 0 ;

B、取步骤A)中合成获得的200ml有机配体稳定的水溶性量子点MN或配体交 换获得的水溶性有机/无机配体稳定的量子点/棒MN 0，浓度I X 10_9I X KT4M ;通 Ar除气彡0. 5h后加热到45-50°C，称取I X KT8I X KT3M的Cd2+或Zn2+的水溶性盐溶于 40ml H2O中，所述量子点摩尔浓度：Cd2+或Zn2+的水溶性盐摩尔浓度=5:4 ;称I. 5 X 10_8 I. 5 X KT3M的S2_的水溶性盐溶于60ml H2O中，所述量子点摩尔浓度：S2_的水溶性盐摩尔 浓度=5:6 ;将Cd2+或Zn2+的水溶性盐水溶液和S2_的水溶性盐水溶液全部或部分注入到上 述合成获得的有机配体稳定的水溶性量子点MN或配体交换获得的水溶性有机/无机配 体稳定的量子点/棒MN 0体系中；保全在45-50°C的条件下搅拌反应100600分钟， 获得外表为S2^的水溶性核壳层量子点/棒MN 0 ;

将无机金属盐溶液进入到上述方法获得的外表为S2^的水溶性核壳层量子点/棒 MN0中，由于前述原料的外表阴离子与金属阳离子之间强烈的静电相相互互作用、配位 键合相互作用、沉积相互作用等作用力驱动，金属离子会强烈的吸附在阴离子外表修饰的 量子点/棒外表原位组成杂化光催化剂；所述杂化光催化剂即光合成制氢的催化剂，所述 杂化光催化剂的原子组成比为MΝ θ-Ax。

本文可以简单快捷实现以量子点/棒为载体，通过在合成或配体交换过程中对 量子点外表进行修饰改性，并进一步将作为催化活性位点的金属离子键合组装到量子点表 面，制备出了高活性光合成制氢的光催化剂并制备氢气；本发明实现了简单、廉价、稳定光 催化剂高效光合成制氢；本发明无需天然或人工模拟等庞大且不稳定催化活性中心，从而 幸免了庞大的合成及体系构筑；本发明的方法反应高效、操作简单、廉价实用，且为有效降 低光合成制氢成本及提高催化功效提供了一条有效途径。