[發(fā)明專利]一種合成有機(jī)－無機(jī)復(fù)合的氧化鍺單晶納米線的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710044722.7
• 申請日: 2007-08-09
• 公開（公告）號: CN101109102A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高慶生;張亞紅;唐頤
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10;C30B7/00;C30B29/22;C30B29/62
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合的氧化鍺單晶納米線的合成方法。

背景技術(shù)

有機(jī)-無機(jī)雜化材料指的是有機(jī)、無機(jī)材料在納米尺度下的雜化，由此衍生了一系列綜合了無機(jī)材料、有機(jī)材料、納米材料的優(yōu)良特性。而且，有機(jī)無機(jī)兩相之間通過弱相互作用(范德華力、氫鍵、靜電引力或親水疏水作用)緊密地接觸形成亞納米周期結(jié)構(gòu)，即有機(jī)分子的嵌入將無機(jī)骨架分隔為周期性排列的亞納米片或納米線(小于10nm)，導(dǎo)致材料量子效應(yīng)(QCE)明顯增強(qiáng)，能級帶隙拉大，例如CdSe(en)_0.5比CdSe的能級帶隙相比高了1.0eV。有機(jī)-無機(jī)雜化一維納米材料是其中尤其重要的研究領(lǐng)域之一，其特有的一維納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等納米材料的特性，具有良好的組裝性能，以及豐富的物化性能；同時(shí)，周期性的亞納米結(jié)構(gòu)調(diào)變了無機(jī)材料電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)。因此，有機(jī)-無機(jī)雜化一維納米材料的研究將極大改變傳統(tǒng)材料科學(xué)、微納電子、非線性光學(xué)、磁性材料以及醫(yī)學(xué)等重要領(lǐng)域。

氧化鍺本身具有熒光活性，在光學(xué)，催化、吸附和分離等領(lǐng)域有著廣泛的用途，而有機(jī)-無機(jī)復(fù)合的氧化鍺納米線具有有序的亞納米結(jié)構(gòu)，能夠有效調(diào)控氧化鍺的光學(xué)吸收限(optical?absorption?edge)，設(shè)計(jì)合適的納米器件。因此，合成有機(jī)-無機(jī)復(fù)合的氧化鍺納米線豐富了有機(jī)-無機(jī)一維材料的合成，有助于設(shè)計(jì)功能更強(qiáng)大的納米器件。然而，目前尚無關(guān)于有機(jī)-無機(jī)復(fù)合氧化鍺納米線合成的報(bào)道。

目前，被成功合成的有機(jī)-無機(jī)雜化一維納米材料有：II-VI(ZnS，ZnSe，ZnTe，CdSe，CdTe)和FeS等有機(jī)無機(jī)雜化的納米線或納米帶，主要依賴于水熱/溶劑熱合成方法(hydro/solvothermal)，(W.T.Yao，S.H.Yu，X.Y.Huang，J.Jiang，L.Q.Zhao，L.Pan，J.LiAdv.Mater.2005，17，2799；X.Y.Huang，H.R.Heulings?IV，V.Le，J.Li?Chem.Mater.2001，13，3754；Y.J.Dong，Q.Peng，Y.D.Li?Inorg.Chem.Commun.2004，7，370；J.Li，Y.Xu，D.Wu，Y.H.Sun?Solid?State?Commun.2004，130，619.Z.X.Deng，L.B.Li，Y.D.Li，Inorg.Chem.2003，42，2331；W.T.Yao，S.H.Yu，L.Pan，J.Li，Q.S.Wu，L.Zhang，J.Jiang?Small，2005，1，320；M.Nath，A.Choudhury，A.Kundu，C.N.R.Rao?Adv.Mater.2003，15，2098；L.B.Fan，H.W.Song，H.F.Zhao，G.H.Pan，H.Q.Yu，X.Bai，S.W.Li，Y.Q.Lei，Q.L.Dai，R.F.Qin，T.Wang，B.Dong，Z.H.Zheng，Xinguang?Ren，J.Phys.Chem.B2006，110，12948；W.T.Yao，S.H.Yu，Q.S.Wu，Adv.Fun.Mater.2007，17，623.)在這些合成方法中，反應(yīng)物都是可溶性的金屬鹽，利用有機(jī)胺對金屬離子的絡(luò)合作用，在水熱條件下得到有機(jī)無機(jī)復(fù)合的一維結(jié)構(gòu)。然而，由于不存在穩(wěn)定的Ge⁴⁺陽離子，以上方法難以應(yīng)用于有機(jī)無機(jī)復(fù)合的氧化鍺納米線的合成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種簡單易控、經(jīng)濟(jì)合理的合成性質(zhì)豐富的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合氧化鍺納米線的方法。

本發(fā)明提出的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合氧化鍺納米線的合成方法，具體步驟如下：

(1)將氧化鍺粉末與VIII族金屬氧化物混合，研磨5-10分鐘，得混合均勻的粉體；其中，氧化鍺和VIII族金屬氧化物的質(zhì)量比為0.5∶1～10∶1；

(2)將混合物投入反應(yīng)釜，隨后注射有機(jī)胺和蒸餾水，擰緊反應(yīng)釜并將其置于烘箱之中，反應(yīng)溫度150～250℃，反應(yīng)時(shí)間1天～5天；其中，有機(jī)胺與水的體積比是0.1∶1～5∶1；混合物與有機(jī)胺固液質(zhì)量比是0.02∶1～1.0∶1；

(3)將反應(yīng)好的固體取出，離心分離，用乙醇清洗2-3次，在60～90℃烘干8～24小時(shí)，得到產(chǎn)物。

步驟(1)中VIII族金屬氧化物可以是三氧化二鐵、三氧化二鈷或三氧化二鎳等。

步驟(2)中有機(jī)胺可以是乙二胺、1，6-己二胺、乙醇胺或正丁胺等。