專利名稱：一種制備單分散硫化鉛納米球的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米材料的制備方法，具體涉及 一種單分散硫化鉛納米球的制備方法。
技術(shù)背景硫化鉛(PbS)是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有窄的帶隙(0.41 eV)和大 的玻爾激子半徑(18 nm)。 PbS納米晶具有較強(qiáng)的量子限域效應(yīng)，其三次非 線性光學(xué)性能大約是GaAs的30倍、CdSe的1000倍，在近紅外通訊、光 子開(kāi)關(guān)、熱和生物成像、光電器件以及太陽(yáng)能電池等方面有著重要應(yīng)用。 近年許多研究表明納米材料的性能取決于其形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)等因素，使 得納米材料形貌的控制合成已成為納米材料研究的熱點(diǎn)。球狀PbS納米晶 也相繼被合成出來(lái)，如Zhou等[Chinese Science Bulletin, 2006， 51， 2576] 采用回流法制備出球狀PbS納米球；Wang等[Langmuir， 2006， 22， 398]采 用超聲法制備出空心PbS納米球。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供-一種制備單分散硫化鉛納米球的方法，該方法原 料廉價(jià)易得、工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)控制且工藝重 復(fù)性好，制備出的單分散硫化鉛納米球的直徑為80 100 nm。本發(fā)明的制備單分散硫化鉛納米球的方法，以醋酸鉛為鉛源，以硫代 乙酰胺為硫源，在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，其步驟如下1) 將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨 按摩爾比1 2: 2 3: 0. 1 0. 2: 0. 1 0. 2混合成反應(yīng)物，其中醋酸鉛為 鉛源、硫代乙酰胺為硫源、十二垸基磺酸鈉為陰離子表面活性劑、十六烷 基三甲基溴化銨為陽(yáng)離子表面活性劑。2) 將反應(yīng)物加入到去離子水中，攪拌5 30分鐘作為反應(yīng)溶液，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1: 20 40。3) 將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在60 8(TC溫度條件下反應(yīng)8 16小時(shí)，冷卻至常溫。4) 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的 離子，然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單可控的水熱反應(yīng)，制備出單分散硫化鉛納米球，制備 出硫化鉛納米球的直徑分布較窄，約為80 100nm。該方法原料廉價(jià)易得， 工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品純度高，重復(fù)性好，有利于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。


圖1是單分散硫化鉛納米球的XRD圖；圖2是單分散硫化鉛納米球的透射電鏡(TEM)照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將4.0X1(T mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 8X 10" mol分析純十二烷基磺酸鈉、1. 6X l(T mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 20，攪拌30分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在70 。C反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。產(chǎn)物經(jīng)X射線粉末衍 射鑒定為硫化鉛(如圖1);透視電鏡(TEM)檢測(cè)產(chǎn)品形貌(如圖2)，硫化 鉛納米球的直徑分布較窄，約為80 100 nm。 實(shí)施例2將8. 0X 10—:i mol分析純醋酸鉛、8. 0X 10—:i mol分析純硫代乙酰胺、 0. 4X 10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0. 8X 10—:i mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為l: 40，攪拌5分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在8(TC反應(yīng)8小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例3將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—3 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 8X 10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、1. 6X 10—3 mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 30，攪拌25分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在80 'C反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例4將4.0X10—:i mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 4X 10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0. 8X 10—:i mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水屮，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 25，攪拌15分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在70 "C反應(yīng)10小吋，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例5將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 4X 10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、1. 6X 10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 35，攪拌20分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在6(TC反應(yīng)14小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。實(shí)施例6將4.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 8X 10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0. 8X 10—3 mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 40，攪拌10分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在65 "C反應(yīng)16小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例7將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 8X 10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0. 8 X 10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水屮，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 20，攪拌20分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在70 。C反應(yīng)10小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例8將4.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—3 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 4X 10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、1. 6X 10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 30，攪拌30分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在75。C反應(yīng)8小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例9將6.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.0X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 6X 10—:i mol分析純十二烷基磺酸鈉、0. 8X 10—:i mol分析純十六烷基三甲基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1: 35，攪拌20分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在75 。C反應(yīng)10小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。 實(shí)施例10將6.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10-3 mol分析純硫代乙酰胺、 0. 4X 10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、1. 2X 10 3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水 的質(zhì)量比為1: 25，攪拌25分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150 ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在65 。C反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，打開(kāi)反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子， 然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。
權(quán)利要求
1、一種制備單分散硫化鉛納米球的方法，其特征在于該方法以醋酸鉛為鉛源、以硫代乙酰胺為硫源，在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，具體步驟如下1)將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨按摩爾比1～2∶2～3∶0.1～0.2∶0.1～0.2混合成反應(yīng)物，其中醋酸鉛為鉛源、硫代乙酰胺為硫源、十二烷基磺酸鈉為陰離子表面活性劑、十六烷基三甲基溴化銨為陽(yáng)離子表面活性劑；2)將反應(yīng)物加入到去離子水中，攪拌5～30分鐘作為反應(yīng)溶液，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1∶20～40；3)將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在60～80℃溫度條件下反應(yīng)8～16小時(shí)，冷卻至常溫；4)將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散硫化鉛納米球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備單分散硫化鉛納米球的方法。本發(fā)明方法首先將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨按摩爾比1～2∶2～3∶0.1～0.2∶0.1～0.2混合成反應(yīng)物或加入到去離子水中攪拌均勻，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1∶20～40；然后將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在60～80℃溫度條件下反應(yīng)8～16小時(shí)，冷卻至常溫后過(guò)濾、洗滌、干燥。本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單可控的水熱反應(yīng)，制備出單分散硫化鉛納米球，制備出硫化鉛納米球的直徑分布較窄。該方法原料廉價(jià)易得，工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品純度高，重復(fù)性好，有利于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G21/00GK101402468SQ200810122109
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者倪華良, 周勝名, 季振國(guó), 張孝彬, 祝華云, 糜裕宏 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)