对量子点棒进行表面修饰改性的方法、光合成催化剂的制备
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 光合成作用并经过几百万年的转化而来的。这些化石能源改变的人类的生活方式，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，同时利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 进步，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 能方式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，而且足以提供人类所需的能量。但 是，由于自然光合成作用的复杂性，完全构筑类似自然界的光合成体系目前是不可能的。因 此，人工光合成模拟转化太阳能为可转化、存贮及利用的化学能，特别是氢能，是目前最有 希望的方式和途径。
本文要解决的技术问题是提供一种光合成制氢的催化剂制备方法，具体制备方案如下：
A、合成有机配体稳定的水溶性量子点M〜N，或将油溶性量子点/棒M〜N通过 配体交换方法对量子点/棒M〜N表面进行修饰改性转移到水相，得到表面为水溶性有机 /无机配体稳定的量子点/棒M〜N 0 ;
B、取步骤A)中合成得到的200ml有机配体稳定的水溶性量子点M〜N或配体交 换得到的水溶性有机/无机配体稳定的量子点/棒M〜N 0，浓度I X 10_9〜I X KT4M ;通 Ar除气彡0. 5h后加热到45-50°C，称取I X KT8〜I 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 述合成得到的有机配体稳定的水溶性量子点M〜N或配体交换得到的水溶性有机/无机配 体稳定的量子点/棒M〜N 0体系中；保持在45-50°C的条件下搅拌反应100〜600分钟， 得到表面为S2^的水溶性核壳层量子点/棒M〜N 0 ;
将无机金属盐溶液加入到上述方法获得的表面为S2^的水溶性核壳层量子点/棒 M〜N0中，由于前述原料的表面阴离子与金属阳离子之间强烈的静电相互相互作用、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表面修饰的 量子点/棒表面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M〜Ν 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 量子点表面进行修饰改性，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复杂且不稳定催化活性中心，从而 避免了复杂的合成及体系构筑；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效率提供了一条有效途径。