專利名稱：一種水熱法制備硒化銅基納米晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境友好納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備硒化銅基納米晶的方法，尤其涉及一種水熱法制備硒化銅基納米晶的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，納米材料的制備及其組裝應(yīng)用相關(guān)研究課題已成為自然學(xué)科中一個(gè)研究重點(diǎn)。納米材料是指材料的三維尺度上至少有一個(gè)維度處于納米尺寸的范圍之內(nèi)(I-IOOnm),或者以其作為基本組成單元所構(gòu)成的材料。一般而言，材料的性質(zhì)與晶體的尺寸的關(guān)系極為密切，當(dāng)物質(zhì)的尺寸進(jìn)入納米量級(jí)以后，材料顆粒尺寸的減少會(huì)導(dǎo)致材料邊界條件的破壞，使得材料的能帶結(jié)構(gòu)及其相關(guān)能級(jí)和對(duì)材料的尺寸具有較大的依賴性。隨著晶體尺寸的減小，一般情況下，連續(xù)能級(jí)會(huì)逐漸裂分為分立能級(jí)，而且能隙隨顆粒尺寸的減小而增加。而當(dāng)能隙大于材料本身的熱能，或靜電能時(shí)，量子效應(yīng)變得較為明顯，從而使得納米材料在光，電，磁等方面呈現(xiàn)出不同于其宏觀材料的性質(zhì)。例如，本身屬于導(dǎo)體的金·屬在納米尺寸度可以變?yōu)榻^緣體，而且其吸收譜會(huì)隨顆粒尺寸和聚集行為而變化。材料在納米尺度上所表現(xiàn)出的，不同于其本體材料的理化性質(zhì)引發(fā)了人們極大的研究興趣，使得人們對(duì)納米材料在調(diào)控合成技術(shù)，納米形貌結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)性質(zhì)的人工剪裁方面和器件的組裝等方面進(jìn)行了大量研究。在納米技術(shù)的研究和發(fā)展中主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容材料制備及應(yīng)用開(kāi)發(fā)。納米技術(shù)在經(jīng)過(guò)近二十來(lái)年的發(fā)展已經(jīng)取得重要的進(jìn)展，在納米合成技術(shù)方面，一些系統(tǒng)的制備具有特定形貌的納米材料的合成已經(jīng)逐漸建立。但由于在納米尺度下，影響晶體生長(zhǎng)的因素很多，加之化合物本身在組成和晶體結(jié)構(gòu)上的差異，建立普適性的納米材料的制備方法并不容易，同時(shí)為了滿足納米材料應(yīng)用化要求，發(fā)展簡(jiǎn)單溫和條件下制備具有特定結(jié)構(gòu)和形貌的納米材料的合成方法仍然具有重要意義。納米技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)是納米技術(shù)發(fā)展的最終目的，納米材料表現(xiàn)出來(lái)的一些獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)為其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了眾多的可能性。第VI主族納米材料在日益蓬勃發(fā)展的無(wú)機(jī)納米功能材料與器件中扮演著重要的角色，這類材料已經(jīng)顯示了與其體相材料不同的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化及氣敏等性能，可廣泛應(yīng)用于各種重要的研究與生產(chǎn)領(lǐng)域。硒化物納米材料作為其中的典型代表具有優(yōu)良的光電性能和抗磁性質(zhì)，在非線性光學(xué)、電磁學(xué)、光電子學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，硒化物納米材料已被運(yùn)用于太陽(yáng)能電池、傳感器、生物醫(yī)學(xué)、選擇性電極、整流器等領(lǐng)域，因此硒化物納米材料是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以水熱法為合成手段，能夠大規(guī)模制備硒化銅基納米晶，其優(yōu)點(diǎn)在于合成方法簡(jiǎn)便，環(huán)保，高效。本發(fā)明是將硝酸銅與無(wú)機(jī)金屬鹽混合，以酒石酸為絡(luò)合劑，氨水堿化，再加入亞硒酸鈉，以水合肼為還原劑經(jīng)水熱反應(yīng)，離心洗滌制得。本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例，所述的無(wú)機(jī)金屬鹽為鋅鹽，錫鹽、銦鹽，具體為硝酸鋅、四氯化錫、三氯化銦中的一種或以金屬原子等摩爾比例混合的幾種。本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例，所述的硝酸銅、無(wú)機(jī)金屬鹽與亞硒酸鈉的施加量是按照最終硒化銅基產(chǎn)物中各金屬原子的摩爾比值施加到水熱反應(yīng)釜中。本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例，所述的水熱反應(yīng)的溫度為180°C，反應(yīng)3h。


圖I Cu2SnSe3的X射線衍射分析圖(XRD);
圖2 Cu2ZnSnSe4的X射線衍射分析圖(XRD);
圖3 Cu2SnSe3的掃描電鏡 圖4 Cu2SnSe3的掃描透射電子顯微圖(STEM)；
圖5 Cu2ZnSnSe4的掃描透射電子顯微圖(STEM)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例I
Cu2SnSe3合成的具體步驟取硝酸銅與四氯化錫以O(shè). 4mmol :0. 2mmol的比例加入到20ml的反應(yīng)釜中，加入O. Ig酒石酸，加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入O. 6mmol的亞硒酸鈉,最后加入8ml的水合肼裝爸180°C反應(yīng)3h,取出自然冷卻最后離心即可得到Cu2SnSe3納米晶。實(shí)施例2
CuInSe2合成步驟取硝酸銅與三氯化銦以O(shè). 2mmol :0. 2mmol的比例加入到20ml的反應(yīng)釜中，加入O. Ig酒石酸，加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入
O.4mmol的亞硒酸鈉，最后加入8ml的水合肼裝釜180°C反應(yīng)3h，取出自然冷卻最后離心即可得到CuInSe2納米晶。實(shí)施例3
Cu2ZnSnSe4合成步驟取硝酸銅,硝酸鋅和四氯化錫以O(shè). 4mmol :0. 2mmol :0. 2mmol的比例加入到20ml的反應(yīng)釜中，加入O. Ig酒石酸，加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入O. 8mmol的亞硒酸鈉,最后加入8ml的水合肼裝爸180°C反應(yīng)3h,取出自然冷卻最后離心即可得到Cu2ZnSnSe4納米晶。實(shí)施例4
Cu2Se合成步驟取硝酸銅O. 4mmol加入到20mol的反應(yīng)爸中，加入O. Ig酒石酸,加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入O. 2mmol的亞硒酸鈉，最后加入8ml的水合肼裝釜180°C反應(yīng)3h，取出自然冷卻最后離心即可得到Cu2Se納米晶。實(shí)施例5
Cu2ZnSnSe4的合成步驟取硝酸鋅和四氯化錫以4mmol 2mmol: 2mmol的比例加入到50ml的反應(yīng)釜中，加入O. Ig酒石酸，加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入8mmol的亞硒酸鈉，最后加入8ml的水合肼裝釜180°C反應(yīng)3h，取出自然冷卻最后離心即可得到大量的Cu2ZnSnSe4納米晶。實(shí)施例6
Cu2SnSe3的合成步驟取硝酸銅與四氯化錫以4mmol:2mmol的比例加入到50ml的反應(yīng)釜中，加入O. Ig酒石酸，加入3毫升的蒸餾水溶解，接著加入7ml的氨水，然后再加入
O.6mmol的亞硒酸鈉,最后加入8ml的水合肼裝爸180°C反應(yīng)3h,取出自然冷卻最后離心即可得到大量的Cu2SnSe3納米晶。圖一和圖二分別是Cu2SnSe3和Cu2ZnSnSe4的XRD圖，從圖中可以看出不同樣品XRD衍射峰都出現(xiàn)在2 0=27.2° ,45. 1°、52. 6° ,65. 2° ,72.0°處，均符合各自的XRD圖譜特征峰。 圖三是Cu2SnSe3掃描電鏡圖，通過(guò)圖片可以觀察到所得到的產(chǎn)物形貌是Cu2SnSe3納米晶。圖四和圖五分別是Cu2SnSe3和Cu2ZnSnSe4的STEM圖，由于硒化銅基納米晶的XRD特征峰是相同的，所以需要通過(guò)測(cè)量它們的具體元素來(lái)進(jìn)行區(qū)分，通過(guò)其Mapping可以發(fā)現(xiàn)樣品Cu2SnSe3的Cu、Sn、Se元素均勻分布其中，樣品Cu2ZnSnSe4的Cu、Sn、Zn、Se元素也均勻分布其中。
權(quán)利要求
1.一種水熱法制備硒化銅基納米晶的方法，是將硝酸銅與無(wú)機(jī)金屬鹽混合，以酒石酸為絡(luò)合劑，氨水堿化，再加入亞硒酸鈉，以水合肼為還原劑經(jīng)水熱反應(yīng)，離心洗滌制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水熱法制備硒化銅基納米晶的方法，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)金屬鹽為鋅鹽，錫鹽、銦鹽，具體為硝酸鋅、四氯化錫、三氯化銦中的一種或以金屬原子等摩爾比例混合的幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水熱法制備硒化銅基納米晶的方法，其特征在于，所述的硝酸銅、無(wú)機(jī)金屬鹽與亞硒酸鈉的施加量是按照最終硒化銅基產(chǎn)物中各金屬原子的摩爾比值施加到水熱反應(yīng)釜中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水熱法制備硒化銅基納米晶的方法，其特征在于，所述的水熱反應(yīng)的溫度為180°C，反應(yīng)3h。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境友好納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備硒化銅基納米晶的方法，尤其涉及一種水熱法制備硒化銅基納米晶的方法。本發(fā)明是將硝酸銅與無(wú)機(jī)金屬鹽混合，以酒石酸為絡(luò)合劑，氨水堿化，再加入亞硒酸鈉，以水合肼為還原劑經(jīng)水熱反應(yīng)，離心洗滌制得。本發(fā)明以水熱法為合成手段，能夠大規(guī)模制備硒化銅基納米晶，其優(yōu)點(diǎn)在于合成方法簡(jiǎn)便，環(huán)保，高效。
文檔編號(hào)C01B19/04GK102897723SQ20121031211
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者施偉東, 石佳奇, 范偉強(qiáng), 劉裴 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)