專利名稱：一種乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無機材料硫化鎘(CdS)的制備方法領域，尤其是松樹枝狀硫化鎘的制備方法。
背景技術：
作為重要的半導體材料，硫化鎘在光催化劑、氣敏傳感器、激光和紅外探測器、太 陽能電池，發(fā)光二極管和其它光學器件等領域應用廣泛，目前，其制備方法主要有模板法、 熱蒸發(fā)法、化學溶液法等。化學合成法簡單、有效，是合成硫化鎘納米材料應用最多的方 法。在合成納米材料時，經(jīng)常要用到一些有毒的試劑，比如乙二胺等。盡管應用乙二胺合 成了很多的新穎的納米材料，但是，從綠色化學的角度來看，應盡量避免使用高溫，無水無 氧，有毒氣氛等極端條件。
離子液具有很多的優(yōu)點如非揮發(fā)性、低熔點、寬液程、強的靜電場、寬的電化學窗 口、良好的導電與導熱性、良好的透光性與高折光率、高熱容、高穩(wěn)定性、選擇性溶解力與可 設計性，受到了廣泛的關注，近年來人們開始將離子液與無機物結合，來制備特殊性 能材料，該方法在一定程度上克服了目前常用的高溫裂解法制備納米晶的缺陷，因此得 到快速的發(fā)展。例如，中國專利公開號為=200510048415. 7，申請?zhí)?200510107214. X, 200610016252.9, 200610053688. 5, 200710036633. 8,200710056250. 7, 200810013390. 0 等專利都采用離子液制備納米材料。但是在這些納米材料的制備中多采用陽離子為咪唑的 離子液，此種離子液制備程序復雜，成本較高，不利于離子液制備納米材料的工業(yè)化。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種程序簡單，成本低，產(chǎn)品純度高， 可適宜大規(guī)模生產(chǎn)的松樹枝狀硫化鎘制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化 鎘的方法，可按如下步驟依次進行(1)將乙二胺溶解到去離子水中，然后加入氟硼酸，將 所得混合液中的水蒸出，即得乙二胺型離子液；(2)取步驟(1)所述乙二胺型離子液與去離 子水混合，加入硫化物及二水氯化鎘，形成透明溶液；(3)在高壓釜中，加熱，反應，分離后 即得目的產(chǎn)物。
作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述步驟(3)中的加熱溫度為180 200°C。
作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述步驟(2)中乙二胺型離子液與去離子水的體積 比為3:1。
進一步地，本發(fā)明所述步驟(2)中的硫化物為硫脲。
更進一步地，本發(fā)明所述硫脲與二水氯化鎘的加入量均為0. 3g。
另外，本發(fā)明所述步驟(3)中的反應的時間為12小時。
其次，本發(fā)明所述步驟(1)中乙二胺與氟硼酸的體積比為1:1。
在本發(fā)明中采用乙二胺為陽離子一步法合成離子液，其程序簡單且成本較低，可為離子液制備納米材料的工業(yè)化提供依據(jù)。
本發(fā)明采用水熱合成法制備樹枝狀硫化鎘，簡單易操作，成本低，制得的產(chǎn)品純度高，有望大批量生產(chǎn)。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不僅局 限于下列內(nèi)容的表述。
圖1是用本發(fā)明方法制得的樹枝狀硫化鎘的場發(fā)射掃描電鏡(SEM)照片。
圖2是用本發(fā)明方法制得的樹枝狀硫化鎘的X射線衍射(XRD)譜圖。
圖3為乙二胺與水混合溶液中制備的棒狀硫化鎘SEM照片。
具體實施方式
本發(fā)明的制備樹枝狀硫化鎘的方法，采用的是水熱合成法，其步驟如下將乙二胺 邊攪拌邊滴加入80mL去離子水中，取與乙二胺相同體積的氟硼酸緩慢地加入到上述的混 合液中，繼續(xù)攪拌6小時，然后采用旋轉蒸發(fā)儀蒸出混合液中的水，得到乙二胺型離子液。 取30ml的離子液與IOml的去離子水混合，加入0. 3g的硫脲和0. 3g的二水氯化鎘攪拌直 至形成透明的溶液。然后轉移到50ml的高壓釜中，在180°C 200°C下加熱12h，反應結束 后，分離得到產(chǎn)物，洗去雜質，80°C下干燥他。本發(fā)明制備過程中，所有試劑均為商業(yè)產(chǎn)品， 無需繁瑣制備；本發(fā)明制備過程中，在高壓釜中的加熱時間應大于12h。
實施例1。
取30ml的乙二胺型離子液與IOml的去離子水混合，加入0. 3g的硫脲和0. 3g的 二水氯化鎘攪拌直至形成透明的溶液。然后轉移到50ml的高壓釜中，在180°C 200°C下 加熱12h，反應結束后，分離得到產(chǎn)物，洗去雜質，80°C下干燥他。
直接在場發(fā)射掃描電鏡下觀察如圖1，從圖中可以看出，產(chǎn)物的整體形貌為松枝 狀，純度非常高，不存在任何其它的形狀。每個枝杈為棒狀結構，棒的頂端較尖，但是棒的長 短和粗細有較大的差別。
圖2為樣品的XRD圖譜。經(jīng)標定，所有衍射峰都與標準圖譜(PDF.No 41 一 4019) —致，未發(fā)現(xiàn)其它雜質峰。經(jīng)分析，所得產(chǎn)物屬于硫化鎘的六方晶相，其晶格常數(shù) 為a=0.4119nm，c=0. 6723nm。圖中樣品衍射峰的強度較強，且半高寬較寬，表明所得硫化 鎘納米材料結晶性較好。
實施例2。
取30ml的乙二胺型離子液與IOml的去離子水混合，加入0. 3g的硫脲和0. 3g的 二水氯化鎘攪拌直至形成透明的溶液。然后轉移到50ml的高壓釜中，在180°C 200°C下 加熱14h，反應結束后，分離得到產(chǎn)物，洗去雜質，80°C下干燥他。
場發(fā)射掃描電鏡下觀察形貌與圖1基本相同。
實施例3。
取30ml的乙二胺型離子液與IOml的去離子水混合，加入0. 3g的硫脲和0. 3g的 二水氯化鎘攪拌直至形成透明的溶液。然后轉移到50ml的高壓釜中，在180°C 200°C下 加熱16h，反應結束后，分離得到產(chǎn)物，洗去雜質，80 V下干燥Mi。
場發(fā)射掃描電鏡下觀察形貌與圖1基本相同。
比較例。
取30ml的乙二胺離子液與IOml的去離子水混合，加入0. 3g的硫脲和0. 3g的二 水氯化鎘攪拌直至形成透明的溶液。然后轉移到50ml的高壓釜中，在180°C 200°C下加 熱16h，反應結束后，分離得到產(chǎn)物，洗去雜質，80°C下干燥他。形貌特征見圖3。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于，按如下步驟依次進行(1)將乙二胺溶解到去離子水中，然后加入氟硼酸，將所得混合液中的水蒸出，即得乙二胺型離子液；(2)取步驟(1)所述乙二胺型離子液與去離子水混合，加入硫化物及二水氯化鎘，形成 透明溶液；(3)在高壓釜中，加熱，反應，分離后即得目的產(chǎn)物。
2.按照權利要求1所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于 步驟(3)中的加熱溫度為180 200°C。
3.按照權利要求2所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于 所述步驟(2)中乙二胺型離子液與去離子水的體積比為3:1。
4.按照權利要求3所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于 所述步驟(2)中的硫化物為硫脲。
5.按照權利要求4所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于 所述硫脲與二水氯化鎘的加入量均為0. 3g。
6.按照權利要求5所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其特征在于 所述步驟(3)中的反應的時間為12小時。
7.按照權利要求1 6之任一所述的乙二胺型離子液制備松樹枝狀硫化鎘的方法，其 特征在于所述步驟(1)中乙二胺與氟硼酸的體積比為1:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及無機材料硫化鎘(CdS)的制備方法領域，尤其是松樹枝狀硫化鎘的制備方法，可按如下步驟依次進行(1)將乙二胺溶解到去離子水中，然后加入氟硼酸，將所得混合液中的水蒸出，即得乙二胺型離子液；(2)取步驟(1)所述乙二胺型離子液與去離子水混合，加入硫化物及二水氯化鎘，形成透明溶液；(3)在高壓釜中，加熱，反應，分離后即得目的產(chǎn)物；所述步驟(3)中的加熱溫度為180～200℃；所述步驟(2)中乙二胺型離子液與去離子水的體積比為3:1；所述步驟(2)中的硫化物為硫脲。本發(fā)明采用水熱合成法制備樹枝狀硫化鎘，簡單易操作，成本低，制得的產(chǎn)品純度高，有望大批量生產(chǎn)。
文檔編號C01G11/02GK102030361SQ201010555278
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者李秀萍, 趙榮祥 申請人:遼寧石油化工大學