一種球形硒化銀粒子的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種砸化銀的制備方法，尤其涉及一種球形砸化銀粒子的制備方法。
【背景技術】
[0002]Ag2Se屬于非磁性窄禁帶半導體，是具有極大的應用價值的半導體材料之一。Ag2Se有兩種穩(wěn)定相結構:低溫β相和高溫α相。砸化銀相變溫度為133°C，低溫相P-Ag2Se屬于窄帶隙的半導體材料，具有相對較高的熱電系數(shù)、較低的熱傳導率和高電導率，做為光敏劑廣泛應用于光學材料和熱電材料領域；近年來研究發(fā)現(xiàn)在納米薄膜和納米晶中存在的另外一種低溫亞穩(wěn)相t_Ag2Se，同樣在光電、熱電領域具有潛在應用價值。高溫相a -Ag2Se材料是一種超離子導體，可應用于非線性光學器件、太陽能電池以及多功能離子選擇電極等領域。此外，非計量化學比的砸化銀Ag2+5Se具有線性正磁電阻效應，其特性在磁記錄和強磁場探測方面有著極大的應用價值。
[0003]目前，制備Ag2Se微納米材料的方法主要有水熱法、溶劑熱法、模板法、電化學法、微乳液法、化學沉降法等。中國專利文獻CN101555000A中公開的“砸化銀納米材料的制備方法”使用了氮氣氣氛保護，增加了工藝難度；專利文獻CN101575088A中公開的“一種砸化銀納米球的合成方法”以硝酸銀、砸吩、苯胺為原料，原料不易得，所需反應溫度240°C，且砸化銀納米球團聚嚴重；專利文獻CN1772599A中公開的“一種制備單分散半導體砸化物納米粒子的方法”需要添加堿金屬氫氧化物和脂肪酸，并以水合肼為還原劑，毒性較大，對操作要求高；專利文獻CN101274751A中公開的“單分散銀、硫化銀及砸化銀納米晶的制備方法”先高溫熱分解硝酸銀，再加入砸粉反應，主要為6?12nm的砸化銀納米粒子，且需要兩步操作。可見，現(xiàn)有制備Ag2Se微納米材料的技術往往需要惰性氣氛保護、或需要配置復雜、毒性較大的前驅體溶液，或設備復雜、成本高昂，且難以規(guī)?；a(chǎn)，所得到的納米粒子也存在團聚，因此難以實現(xiàn)其工業(yè)化應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種工藝簡單、環(huán)境污染小、毒性小，產(chǎn)品分散性能好的球形砸化銀粒子的制備方法，制備的砸化銀在光電、熱電領域具有很大的應用價值。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為:
[0006]—種球形砸化銀粒子的制備方法，以砸粉和銀氨配合物為原料，在有機溶劑中、于160?220°C溫度下反應4?24小時后清洗、干燥制成球形砸化銀粒子。
[0007]上述的制備方法，優(yōu)選的，其制備方法具體包括以下步驟:
[0008]I)將硝酸銀、砸粉、濃氨水、分散劑加入有機溶劑中，超聲分散均勻，得到反應液；
[0009]2)將步驟I)中制備的反應液置于160?220°C溫度下反應4?24小時，自然冷卻至室溫，離心得到砸化銀沉淀產(chǎn)物；
[0010]3)將步驟2)得到的砸化銀沉淀產(chǎn)物用無水乙醇清洗2?5次，再將洗凈后的砸化銀置于50?70°C下干燥6?8小時，即得到所述的球形砸化銀粒子。
[0011]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。
[0012]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，有機溶劑為乙醇、乙二醇、丙三醇中的一種或幾種。
[0013]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，超聲分散的時間為5?lOmin。
[0014]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，硝酸銀中銀原子與砸粉砸原子的摩爾比為2:1，分散劑的質(zhì)量為硝酸銀質(zhì)量的0.5?5倍，濃氨水加入量為使硝酸銀形成銀氨配合物的理論量的I?3倍。
[0015]本發(fā)明的原理:以乙二醇為溶劑和還原劑，將銀氨配合物還原為銀單質(zhì)，然后和砸反應生成砸化銀。乙二醇作為還原劑，先要經(jīng)過高溫緩慢氧化為醛，再緩慢還原銀氨；以銀氨為配合物目的是減緩還原速度，從而得到分散性好，粒徑均一的砸化銀粒子。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]I)本發(fā)明的制備方法以砸粉和銀氨配合物為原料，采用密閉反應釜加熱，制備過程中毒性小、對環(huán)境污染小。
[0018]2)本發(fā)明以乙二醇作為溶劑和還原劑，使反應緩慢進行，可制備出分散性好、粒子粒徑為50?500nm的Ag2Se,可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019]3)本發(fā)明的制備方法采用一次性加料，不需配制復雜的前驅體溶液，工藝操作簡單，設備要求低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例1制備的球形砸化銀粒子的掃描電鏡照片。
[0021]圖2為本發(fā)明實施例1制備的球形砸化銀納米顆粒EDS元素分析圖譜。
【具體實施方式】
[0022]為了便于理解本發(fā)明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0023]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。
[0024]除有特別說明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0025]實施例1:
[0026]一種本發(fā)明的球形砸化銀粒子的制備方法，包括以下步驟:
[0027]I)稱取0.34g硝酸銀、0.08g砸粉、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、2mL濃氨水和33mL乙二醇加入到不銹鋼反應釜內(nèi)，超聲分散5分鐘至分散均勻，得到反應液。
[0028]2)將步驟I)得到的反應液加熱到200°C，反應12小時后，自然冷卻至室溫，再離心(離心沉降轉速為10000轉/分鐘)得到砸化銀沉淀產(chǎn)物。
[0029]3)將步驟2)得到的砸化銀沉淀產(chǎn)物用無水乙醇洗滌三次，再將洗凈后的砸化銀沉淀產(chǎn)物置于真空干燥箱中，在50°C下干燥8小時，得到球形砸化銀粒子。
[0030]本實施例制備的球形砸化銀粒子掃描電鏡照片如圖1所示，從圖1中可以看出砸化銀粒子呈球形，平均粒徑為300nm。
[0031]本實施例制備的球形砸化銀納米顆粒EDS元素分析圖譜如圖2所示，從圖2分析出EDS結果中只有Ag、Se、Cu、O四種元素，Cu來源于EDS檢測時的銅網(wǎng)，微量O為砸化銀表面有機物PVP中的O。
[0032]實施例2:
[0033]一種本發(fā)明的球形砸化銀粒子的制備方法，包括以下步驟:
[0034]I)稱取0.34g硝酸銀、0.08g砸粉、1.0g聚乙烯吡咯烷酮、ImL濃氨水和34mL乙二醇加入到不銹鋼反應釜內(nèi)，超聲分散5分鐘至分散均勻，得到反應液。
[0035]2)將步驟I)得到的反應液加熱到180°C，反應10小時后，自然冷卻至室溫，再離心(離心沉降轉速為10000轉/分鐘)得到砸化銀沉淀產(chǎn)物。
[0036]3)將步驟2)得到的砸化銀沉淀產(chǎn)物用無水乙醇洗滌五次，再將洗凈后的砸化銀沉淀產(chǎn)物置于真空干燥箱中，在50°C下干燥8小時，得到球形砸化銀粒子。
[0037]對本實施例制備的球形砸化銀粒子進行電鏡掃描，從電鏡掃描圖中看出砸化銀粒子呈球形，平均粒徑為120nm。
[0038]實施例3:
[0039]一種本發(fā)明的球形砸化銀粒子的制備方法，包括以下步驟:
[0040]I)稱取0.34g硝酸銀、0.08g砸粉、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、0.6mL濃氨水和34.4mL乙二醇加入到不銹鋼反應釜內(nèi)，超聲分散5鐘至分散均勻，得到反應液。
[0041]2)將步驟I)得到的反應液加熱到180°C，反應4小時后，自然冷卻至室溫，再離心(離心沉降轉速為10000轉/分鐘)得到砸化銀沉淀產(chǎn)物。
[0042]3)將步驟2)得到的砸化銀用無水乙醇洗滌三次，再將洗凈后的砸化銀沉淀產(chǎn)物置于真空干燥箱中，在60°C下干燥8小時，得到球形砸化銀粒子。
[0043]對本實施例制備的球形砸化銀粒子進行電鏡掃描，從電鏡掃描圖中看出砸化銀粒子呈類球形，平均粒徑為150nm。
【主權項】
1.一種球形砸化銀粒子的制備方法，其特征在于，以砸粉和銀氨配合物為原料，在有機溶劑中、于160?220°C溫度下反應4?24小時后清洗、干燥制成球形砸化銀粒子。2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，其制備方法具體包括以下步驟: 1)將硝酸銀、砸粉、濃氨水、分散劑加入有機溶劑中，超聲分散均勻，得到反應液； 2)將步驟I)制備的反應液置于160?220°C溫度下反應4?24小時，自然冷卻至室溫，離心得到砸化銀沉淀產(chǎn)物； 3)將步驟2)得到的砸化銀沉淀產(chǎn)物用無水乙醇清洗2?5次，再將洗凈后的砸化銀置于50?70°C下干燥6?8小時，即得到所述的球形砸化銀粒子。3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，有機溶劑為乙醇、乙二醇、丙三醇的一種或幾種。5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，超聲分散的時間為5?1min06.如權利要求2?5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，硝酸銀中銀原子與砸粉中砸原子的摩爾比為2:1，分散劑的質(zhì)量為硝酸銀質(zhì)量的0.5?5倍，濃氨水的加入量為使硝酸銀形成銀氨配合物的理論量的I?3倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球形硒化銀粒子的制備方法，以硒粉和銀氨配合物為原料，在有機溶劑中、于160～220℃溫度下反應4～24小時后清洗、干燥制成球形硒化銀粒子。本發(fā)明的制備方法以硒粉和銀氨配合物為原料、乙二醇作為溶劑和還原劑，制備過程中毒性小、對環(huán)境污染??；制備出的Ag2Se分散性好、粒徑為50～500nm，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B82Y30/00, C01B19/04
【公開號】CN105036092
【申請?zhí)枴緾N201510479135
【發(fā)明人】田慶華, 李宇, 郭學益, 鄧多
【申請人】中南大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月7日