[發明專利]一系列橢球形金屬硫化物顆粒及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200610081429.3
• 申請日: 2006-05-19
• 公開（公告）號: CN101074093A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 唐芳瓊;鄧正濤;陳東;任湘菱
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C01B17/20
• 分類號: C01B17/20;C09K9/00;C09K11/56
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于無機化合物半導體材料制備和應用領域，涉及一系列橢球形金屬硫化物顆粒及其制備方法和用途。

背景技術

長期以來，作為一類重要的化合物半導體，金屬硫化物，包括硫化鋅、硫化鎘、硫化銅、硫化銀、硫化鉑等，一直是傳統的熒光材料。金屬硫化物具有優越的光電性質，優異的熱紅外透明性、熒光、磷光和光電催化活性，可應用在光致發光、電致發光、磷光體、光催化、染料等許多領域，在新型傳感器、高分辨顯示器和其它電子材料等方面具有廣闊的市場應用前景。而且，金屬硫化物由于具有高的介電常數(例如硫化鋅的介電常數見Liddell?C.M.，Summers，C.J.Adv.Mater.2003，15：1715)和折射率(例如：β-ZnSn₅₈₉＝2.36)，在可見和近紅外波段有很好的透過率，可以用于隱身材料，同時還將有望成為構建光子晶體的材料，應用于制備高性能反射鏡、光子晶體波導、光子晶體光纖、光子晶體激光器等高性能光學器件上(Ma，C.，Moore，D.，Li，J.，Wang，Z.Adv.Mater.2003，15：228)。

能帶計算表明，當顆粒球的介電常數足夠大，而且各向異性足夠強，面心立方、體心立方和簡單立方結構的單軸各向異性光子晶體，能夠形成沿各向異性軸方向傳播的部分帶隙。但是，目前還很難找到具有介電常數足夠大的材料，而且很難形成完全帶隙。能帶計算還表明，面心立方、體心立方結構的非球形對稱顆粒的光子晶體，當取向合適時，也能夠形成完全的光子帶隙(Velikov，K.P.，Moroz?A.，and?Blaaderen?A.V.，Appl.Phys.Lett.2002，81：838)。這兩類結構有可能與膠體溶液的自組織生長技術結合，為實現可見光及紅外波段的光子晶體提供一種現實可行的新思路。因此，與球形顆粒相比，非球形的顆粒在構建光子晶體方面具有更大的優越性。制備大介電常數橢球形是構建光子完全帶隙光子晶體的關鍵技術。

非球形大介電常數顆粒的制備一直是研究的熱點領域。現有的方法通常采用兩步法：先制備出球形顆粒，然后采用黏彈形變的方法將聚合物球拉伸形變成橢球形顆粒(Yin，Y.；Xia，Y.Adv.Mater.2001，13：415)或者采用高能粒子輻照的方法將無機球形顆粒形變成為橢球形的顆粒(Velikov，K.P.，Moroz?A.，and?Blaaderen?A.V.，Appl.Phys.Lett.2002，81：838)，這些制備方法或者是條件極難控制，很難獲得均一的顆粒，或者是需要高能粒子輻照等苛刻的條件。另外，構建光子完全帶隙光子晶體所需要的橢球形金屬硫化物顆粒要求尺寸均一，而且長徑比可以進行調控，制備過程要盡可能的處在溫和的反應條件，制備過程要盡可能簡單，以便實現大規模生產的需要。因此，制備橢球形顆粒一直是物理和化學領域的一大難點。

發明內容

本發明的目的之一是提供一系列橢球形金屬硫化物顆粒，其橢球形金屬硫化物顆粒的長軸的平均尺寸為0.2～10μm，顆粒的短軸的平均尺寸為0.1～5μm，顆粒長徑比(即：最長的軸與最短的軸之比)的范圍為1.0～10。

本發明的目的之二是提供一種一系列橢球形金屬硫化物顆粒的制備方法。

本發明的目的之三是提供一系列橢球形金屬硫化物顆粒的用途。

本發明的目的是通過下面的技術方案實現的：

采用均勻沉淀法，將可溶性金屬鹽與可溶性硫化物混合，調節反應體系的酸堿度，添加含氨基化合物作為保護劑，制備均勻橢球形的金屬硫化物顆粒，通過調節反應體系中含氨基化合物的濃度可以控制橢球形硫化物的長徑比。橢球形金屬硫化物顆粒的長軸的平均尺寸為0.2～10μm，顆粒的短軸的平均尺寸為0.1～5μm，顆粒長徑比(即：最長的軸與最短的軸之比)的范圍為1.0～10。

所述的橢球形金屬硫化物顆粒的種類包括硫化鋅、硫化鎘、硫化銅、硫化銀或硫化鉑等。

本發明的一系列橢球形金屬硫化物顆粒的制備方法包括以下步驟：

①.配制可溶性金屬鹽的水溶液，其摩爾濃度為0.001～1.0mol/L；

②.配制可溶性硫化物水溶液，其摩爾濃度為0.001～1.0mol/L；

③.配制含氨基化合物水溶液，其摩爾濃度為0.1～15mol/L；

④.配制無機堿液以備調節體系的pH值，其摩爾濃度為0.1～5.0mol/L。