一種Ag2E納米線的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種Ag2E納米線的制備方法，其中E為硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步驟：（1）配料：將硝酸銀加入盛有去離子水的燒杯中，再依次加入堿、絡(luò)合劑和模板劑，攪拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入還原劑，充分溶解后停止攪拌；其中硝酸銀與硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2：1的量加入，硝酸銀濃度為0.01mol/L～0.08mol/L；（2）恒溫反應(yīng)；（3）洗滌；（4）干燥。本發(fā)明原料便宜易得，工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。合成的硫化銀、硒化銀和碲化銀納米線可廣泛應(yīng)用于快離子導(dǎo)體，非線性光學(xué)器件、光電二次電池，多功能離子選擇電極，相變存儲(chǔ)器件、熱電器件、磁場(chǎng)探測(cè)器等。
【專利說明】—種Ag2E納米線的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米線的制備方法，特別是涉及一種Ag2E納米線的制備方法，其中E為硫，或硒，或碲。本發(fā)明屬于材料化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，
【背景技術(shù)】
[0002]銀的硫族化合物都是重要的半導(dǎo)體材料，一維結(jié)構(gòu)的硫化銀、硒化銀和碲化銀可廣泛應(yīng)用于快離子導(dǎo)體，非線性光學(xué)器件、光電二次電池，多功能離子選擇電極，相變存儲(chǔ)器件、熱電器件、磁場(chǎng)探測(cè)器等領(lǐng)域。銀的硫族化合物納米線通常使用氣相沉積法、電化學(xué)模板法、水熱/溶劑熱法合成，這些方法或需要復(fù)雜的設(shè)備，或需要大量有機(jī)溶劑，或需要較高的反應(yīng)溫度，能耗較高。硒化銀和碲化銀通常納米線有接近室溫下化學(xué)合成的報(bào)道，但需要使用高溫下水熱/溶劑熱法合成的一維結(jié)構(gòu)Se或Te作為模板，總體看來仍然屬于水熱/溶劑熱法合成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供簡(jiǎn)便可行的方法，在常溫下水溶液中一步合成Ag2E (E=S、Se、Te)納米線。
[0004]本發(fā)明提供一種Ag2E納米線的制備方法，其中E為硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步驟:
(O配料:將硝酸銀加入盛有去離子水的燒杯中，再依次加入堿、絡(luò)合劑和模板劑，攪拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入還原劑，充分溶解后停止攪拌；其中硝酸銀與硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2:1的量加入，硝酸銀濃度為0.01mol / L ~0.08 mol / L ；
(2)恒溫反應(yīng)；
(3)洗滌:對(duì)于得到的納米粉體，用去離子水洗滌，采用離心機(jī)沉淀或抽濾設(shè)備進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物重新在去離子水中分散，反復(fù)過濾直到濾液PH值為7，最后用無水乙醇洗滌以方便干燥；
(4)干燥:在真空烘箱中烘干，真空干燥條件為真空度<133Pa。
[0005]所述含硫的化合物為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫脲、硫代乙酰胺中的一種或其組合；所述的含硒的化合物為二氧化硒、亞硒酸鈉、亞硒酸鉀中的一種或其組合；所述的含碲的化合物為二氧化碲、亞碲酸鈉、亞碲酸鉀中的一種或其組合。
[0006]所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣中的一種或其組合，堿濃度為0.1mol /L~0.5 mol / L ;所述的絡(luò)合劑為巰基乙酸、巰基丙酸中的一種或其組合，加入絡(luò)合劑的摩爾量是反應(yīng)體系中Ag原子摩爾量的2~5倍；模板劑為a-萘磺酸、b-萘磺酸、I, 5- 二萘磺酸、2，4-二硝基萘酚-7-磺酸中的一種或其組合，加入后濃度為0.02mol / L~0.1 mol /L0
[0007]所述的還原劑為硼氫化鉀、硼氫化鈉中的一種或其組合；加入還原劑的摩爾量是反應(yīng)體系中Ag原子摩爾量的6~16倍。
[0008]所述的恒溫反應(yīng)溫度為室溫~70°C ;所述的恒溫反應(yīng)的時(shí)間為12~24小時(shí)；保溫設(shè)備為能控溫的水浴鍋或油浴鍋
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明原料便宜易得，工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。所得產(chǎn)物可廣泛應(yīng)用于快離子導(dǎo)體，非線性光學(xué)器件、 光電二次電池，多功能離子選擇電極，相變存儲(chǔ)器件、熱電器件、磁場(chǎng)探測(cè)器等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為采用本發(fā)明(實(shí)施例1)室溫下合成硫化銀納米線的X-射線衍射圖譜。
[0010]圖2為采用本發(fā)明(實(shí)施例1)室溫下合成硫化銀納米線的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖片。
[0011]圖3為采用本發(fā)明(實(shí)施例4)室溫下合成硒化銀納米線的X-射線衍射圖譜。
[0012]圖4為采用本發(fā)明(實(shí)施例4)室溫下合成硒化銀納米線的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖片。
[0013]圖5為采用本發(fā)明(實(shí)施例8)室溫下合成碲化銀納米線的X-射線衍射圖譜。
[0014]圖6為采用本發(fā)明(實(shí)施例8)室溫下合成碲化銀納米線的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
室溫合成硫化銀納米線:
在燒杯中加入100ml去離子水,放入攪拌磁子攪拌，稱取2 mmol硝酸銀和2.8g KOH加入燒杯中，再稱取10 mmol巰基乙酸加入燒杯中，持續(xù)攪拌，直到溶液變?yōu)橥该鞒吻澹蝗缓蠹尤隝 mmol硫代乙酰胺和4 mmol b_萘磺酸,持續(xù)攪拌；最后加入16 mmol KBH4,待所加全部KBH4溶解后，取出攪拌磁子。用保鮮膜封住燒杯口防止灰塵進(jìn)入，室溫下靜置24小時(shí)。將所得沉淀物去離子水洗滌后采用離心分離，離心沉淀物重新在去離子水中分散，再次離心分離直到濾液PH值為7，最后用無水乙醇洗滌。離心沉降轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘。將過濾得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到硫化銀納米線粉體。產(chǎn)率為74.6%。
[0016]合成產(chǎn)物的XRD圖譜如圖1所示，與硫化銀標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 14-0072)良好對(duì)應(yīng)。合成產(chǎn)物的透射電鏡照片如圖2所示，為納米線結(jié)構(gòu)，直徑約30納米。
[0017]實(shí)施例2、3:
重復(fù)實(shí)施例1，但分別用a-萘磺酸和1，5-二萘磺酸代替b-萘磺酸，得到硫化銀納米線粉體。產(chǎn)率分別為68.4%和66.7% %。
[0018]實(shí)施例4:
室溫合成硒化銀納米線:
在燒杯中加入100ml去離子水,放入攪拌磁子攪拌，稱取2 mmol硝酸銀和2g NaOH加入燒杯中，再稱取6 mmol巰基丙酸加入燒杯中，持續(xù)攪拌，直到溶液變?yōu)橥该鞒吻?；然后加入I mmol 二氧化硒和6 mmol b_萘磺酸,持續(xù)攪拌；最后加入12 mmol NaBH4,待所加全部NaBH4溶解后，取出攪拌磁子。用保鮮膜封住燒杯口防止灰塵進(jìn)入，室溫下靜置24小時(shí)。將所得沉淀物去離子水洗滌后采用離心分離，離心沉淀物重新在去離子水中分散，再次離心分離直到濾液PH值為7，最后用無水乙醇洗滌。離心沉降轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘。將過濾得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到硒化銀納米線粉體。產(chǎn)率為77.2%。
[0019]合成產(chǎn)物的XRD圖譜如圖3所示，與硒化銀標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 71-2410)良好對(duì)應(yīng)。合成產(chǎn)物的透射電鏡照片如圖4所示，納米線直徑80~130納米。
[0020]實(shí)施例5、6、7:
重復(fù)實(shí)施例4，但分別用a-萘磺酸、1，5- 二萘磺酸和2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸代替b_萘磺酸，得到硒化銀納米線粉體。產(chǎn)率分別為73.1%>70.9和77.5%。
[0021]實(shí)施例8:
室溫合成碲化銀納米線:
在燒杯中加入100ml去離子水,放入攪拌磁子攪拌，稱取8 mmol硝酸銀和2.8g KOH加入燒杯中，再稱取16 mmol巰基丙酸加入燒杯中，持續(xù)攪拌，直到溶液變?yōu)橥该鞒吻?；然后加? mmol亞締酸鈉和10 mmol b_萘磺酸,持續(xù)攪拌；最后加入30 mmol KBH4,待所加全部KBH4溶解后，取出攪拌磁子。用保鮮膜封住燒杯口防止灰塵進(jìn)入，室溫下靜置24小時(shí)；將所得沉淀物去離子水洗滌后采用離心分離，離心沉淀物重新在去離子水中分散，再次離心分離直到濾液PH值為7，最后用無水乙醇洗滌。離心沉降轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘。將過濾得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到碲化銀納米線粉體。產(chǎn)率為83.5%。
[0022]合成產(chǎn)物的XRD圖譜如圖5所示，與碲化銀標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 81-1985)良好對(duì)應(yīng)。合成產(chǎn)物的透射電鏡照片如圖6所示，呈納米線多排列成束狀，直徑約60~100納米。
[0023]實(shí)施例9、10、11:
重復(fù)實(shí)施例8，但分別用a`-萘磺酸、1，5- 二萘磺酸和2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸代替b_萘磺酸，得到碲化銀納米線粉體。產(chǎn)率分別為78.7%,78.2和71.7%。
【權(quán)利要求】
1.一種Ag2E納米線的制備方法，其中E為硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步驟: (O配料:將硝酸銀加入盛有去離子水的燒杯中，再依次加入堿、絡(luò)合劑和模板劑，攪拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入還原劑，充分溶解后停止攪拌；其中硝酸銀與硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2:1的量加入，硝酸銀濃度為0.01mol / L ~0.08 mol / L ； (2)恒溫反應(yīng)； (3)洗滌:對(duì)于得到的納米粉體，用去離子水洗滌，采用離心機(jī)沉淀或抽濾設(shè)備進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物重新在去離子水中分散，反復(fù)過濾直到濾液PH值為7，最后用無水乙醇洗滌以方便干燥； (4)干燥:在真空烘箱中烘干，真空干燥條件為真空度<133Pa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種Ag2E納米線的制備方法，其特征在于，所述含硫的化合物為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫脲、硫代乙酰胺中的一種或其組合；所述的含硒的化合物為二氧化硒、亞硒酸鈉、亞硒酸鉀中的一種或其組合；所述的含碲的化合物為二氧化碲、亞碲酸鈉、亞碲酸鉀中的一種或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種Ag2E納米線的制備方法，其特征在于，所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣中的一種或其組合，堿濃度為0.1mol / L~0.5 mol / L ;所述的絡(luò)合劑為巰基乙酸、巰基丙酸中的一種或其組合，加入絡(luò)合劑的摩爾量是反應(yīng)體系中Ag原子摩爾量的2~5倍；模板劑為a-萘磺酸、b-萘磺酸、I, 5- 二萘磺酸、2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸中的一種或其組合，加入后濃度為0.02mol /L~0.1mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述一種Ag2E納米線的制備方法，其特征在于，所述的還原劑為硼氫化鉀、硼氫化鈉中的一種或其組合；加入還原劑的摩爾量是反應(yīng)體系中Ag原子摩爾量的6~16倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種Ag2E納米線的制備方法，其特征在于，所述的恒溫反應(yīng)溫度為室溫~70°C ;所述的恒溫反應(yīng)的時(shí)間為12~24小時(shí)；保溫設(shè)備為能控溫的水浴鍋或油浴鍋。
【文檔編號(hào)】C30B29/46GK103774232SQ201210397019
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】汪元元, 尹桂林, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司