專利名稱：納米級硫化鎘空心球的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米級硫化鎘空心球的制備方法。
背景技術：
CdS是一種重要的II-VI族光電半導體材料，在室溫下帶寬為2.42eV，其在發(fā)光二極管、太陽能電池、光催化、非線性光學材料、傳感器及信息存儲等方面有著廣泛的用途，CdS半導體納米材料是近年來人們研究的熱點。在CdS納米粒子的制備方面，已有較多文獻報道了實心CdS納米粒子和CdS納米線的制備方法，而有關納米級CdS空心球的報道還比較少見。錢逸泰課題組用硫脲和CdSO4，經(jīng)長達30天的反應后，得到了平均直徑約為350nm的CdS空心球。Song等在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)體系中以聚砜酰胺(PSA)為模板，合成了PSA/CdS核/殼結構，然后用無水乙醇洗滌，除去PSA得到CdS空心球。在該方法中，PSA硬模板的引入會導致納米粒子純度的降低，實驗操作也相對繁瑣。齊利民研究小組以聚氧乙烯-環(huán)氧丙烷-聚氧乙烯(EO20PO70EO20，Mw 5800)為模板，在超聲條件下，利用硫代乙酰胺釋放的S2-同Cd(OAc)2反應，制得了直徑在80～120nm范圍的CdS空心球。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有反應條件溫和，工藝簡單，產(chǎn)率高，制備的粒子粒徑均勻，重現(xiàn)性好等特點的納米級CdS空心球的制備方法。
本發(fā)明的技術方案如下
一種納米級硫化鎘空心球的制備方法，步驟如下將聚乙二醇溶解在去離子水中；再將硝酸鎘和硫化鈉分別溶解在上述聚乙二醇水溶液中，制成兩種溶液；在超聲條件下混合上述兩種溶液；反應結束后，離心分離沉淀，洗滌，干燥，即得到納米級硫化鎘空心球，所述聚乙二醇、硝酸鎘、硫化鈉和去離子水之間的質量比例是0.05～0.5∶0.12～0.18∶0.10～0.14∶1。
優(yōu)化方案是所述的硝酸鎘和硫化鈉采用Cd(NO3)2·4H2O和Na2S·9H2O；洗滌沉淀采用去離子水反復離心洗滌；所述聚乙二醇、硝酸鎘、硫化鈉和去離子水之間的質量比例是0.05～0.5∶0.15∶0.12∶1。
具體的做法是將0.05～0.5Kg PEG溶于1L去離子水中，使之溶解。將Cd(NO3)2·4H2O(0.15Kg)和Na2S·9H2O(0.12Kg)分別溶于上述0.5L PEG溶液中得到溶液A和B?？刂茰囟仍?0～40℃下，將溶液B慢慢滴加到溶液A中，溶液顏色由無色轉變?yōu)辄S色。反應結束后，將反應溶液離心分離，棄去上層清液，沉淀用水反復洗滌、離心5～6次，真空干燥，即得到納米級硫化鎘空心球。
當PEG投料為0Kg時，得不到空心球結構，以易團聚的顆粒為主。當PEG投料很少(小于0.005Kg)時，得到少量的空心球結構(小于10％)。
PEG投料為0.05Kg時，得到的CdS空心球的直徑分布在3～10nm，平均直徑為5nm。
PEG投料為0.2Kg時，制備得到的CdS空心球的TEM圖如圖1所示。從圖中可以看出，CdS空心球的直徑分布在10～30nm范圍，平均直徑為20nm。進一步用高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)觀察(如圖2所示)，CdS空心球的壁厚約為5nm。
PEG投料為0.5Kg時，得到的CdS空心球的直徑分布在5～10nm，平均直徑為7nm。
本發(fā)明具有反應條件溫和，工藝簡單，產(chǎn)率高，制備的粒子粒徑均勻，無團聚現(xiàn)象，重現(xiàn)性好等特點。


圖1為本發(fā)明制備的CdS納米粒子的透射電鏡(TEM)圖；圖2為本發(fā)明制備的CdS納米粒子的高分辨透射電鏡(HRTEM)圖。
具體實施例方式
實施例1將0.2Kg PEG溶于1L去離子水中，使之溶解。將0.15KgCd(NO3)2·4H2O和0.12Kg Na2S·9H2O分別溶于上述0.5L PEG溶液中得到溶液A和B?？刂茰囟仍?0～40℃下，將溶液B慢慢滴加到溶液A中，溶液顏色由無色轉變?yōu)辄S色。反應結束后，將反應溶液離心分離，棄去上層清液，沉淀用水反復洗滌、離心3～5次，真空干燥，即得到CdS樣品。這樣描述是可以的。
本實施例證明PEG投料為0.2Kg時，制備得到的CdS空心球的TEM圖如圖1所示。從圖中可以看出，CdS空心球的直徑分布在10～30nm范圍，平均直徑為20nm。進一步用高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)觀察(如圖2所示)，CdS空心球的壁厚約為5nm。
實施例2與實施例1基本相同，但是Cd(NO3)2·4H2O用量為0.15Kg。
PEG投料為0.05Kg時，得到的CdS空心球的直徑分布在3～10nm，平均直徑為5nm。
實施例3與實施例1基本相同，但是Cd(NO3)2·4H2O用量為0.5Kg。
PEG投料為0.5Kg時，得到的CdS空心球的直徑分布在5～10nm，平均直徑為7nm。
實施例4與實施例1基本相同，但是Cd(NO3)2·4H2O用量為0.25Kg；硝酸鎘用量為0.12Kg；硫化鈉用量為0.10Kg。得到的CdS空心球的直徑空心在15～25nm左右。
實施例5與實施例1基本相同，但是Cd(NO3)2·4H2O用量為0.25Kg；硝酸鎘用量為0.18Kg；硫化鈉用量為0.14Kg。得到的CdS空心球的直徑空心在15～25nm左右。
權利要求
1.一種納米級硫化鎘空心球的制備方法，步驟如下將聚乙二醇溶解在去離子水中；再將硝酸鎘和硫化鈉分別溶解在上述的聚乙二醇水溶液中，制成兩種溶液；在超聲條件下混合上述兩種溶液；反應結束后，洗滌，沉淀，干燥，即得到納米級硫化鎘空心球；所述聚乙二醇、硝酸鎘、硫化鈉和去離子水之間的質量比例是0.05～0.5∶0.12～0.18∶0.10～0.14∶1。
2.按照權利要求1所述的納米級硫化鎘空心球的制備方法，其特征在于，具體步驟如下將聚乙二醇溶解在去離子水中；再將Cd(NO3)2·4H2O和Na2S·9H2O分別溶在上述一定量的PEG水溶液中，制成兩種溶液；在超聲條件下混合這兩種溶液；反應結束后，用去離子水反復離心洗滌沉淀；真空干燥，即得到納米級硫化鎘空心球；所述聚乙二醇、硝酸鎘、硫化鈉和去離子水之間的質量比例是0.05～0.5∶0.15∶0.12∶1。
3.按照權利要求2所述的納米級硫化鎘空心球的制備方法，其特征在于，具體步驟是將0.05～0.5Kg PEG溶于1L去離子水中，使之溶解；將0.15KgCd(NO3)2·4H2O和0.12KgNa2S·9H2O分別溶于上述0.5LPEG溶液中得到溶液A和B；控制溫度在30～40℃下，超聲條件下將溶液B慢慢滴加到溶液A中，溶液顏色由無色轉變?yōu)辄S色；反應結束后，將反應溶液離心分離，棄去上層清液，沉淀用水反復洗滌、離心5～6次，真空干燥，即得到納米級硫化鎘空心球。
全文摘要
納米級硫化鎘空心球的制備方法將聚乙二醇溶解在去離子水中；再將硝酸鎘和硫化鈉分別溶解在該聚乙二醇溶液中，制成兩種溶液；在超聲條件下混合兩種溶液；反應后洗滌，沉淀，干燥，得到納米級硫化鎘空心球；聚乙二醇、硝酸鎘、硫化鈉和去離子水的質量比例是0.05～0.5∶0.12～0.18∶0.10～0.14∶1。本發(fā)明反應條件溫和，工藝簡單，產(chǎn)率高，制備的粒子粒徑均勻，無團聚現(xiàn)象，重現(xiàn)性好。PEG投料為0.2Kg時CdS空心球直徑分布在10～30nm范圍，平均直徑為20nm；壁厚約為5nm。PEG投料為0.5Kg時CdS空心球的直徑分布在5～10nm，平均直徑為7nm。
文檔編號C01G11/00GK1792811SQ20051009551
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者包建春, 張 杰, 戴志暉 申請人:南京師范大學