[發明專利]一種硒化鉛納米晶體的制備方法

無效

• 申請號: 201010179997.3
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101844751A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 張浩力;王天明;許主國
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;B82B3/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張晉

技術領域

本發明屬于溶劑合成化學和納米半導體材料制備工藝技術領域，涉及一種硒化鉛納米晶體的制備成方法。

背景技術

硒化鉛作為一種重要的半導體材料引起了人們廣泛關注。它是典型的Ⅳ～Ⅵ族具有立方氯化鈉型結構的直接帶隙半導體，禁帶寬度很小，光譜吸收位于中紅外至可見光區內，具有顯著的紅外電導性質。由于禁帶寬度窄，硒化鉛可用于生產光檢波器、光電阻器、光發射器。在保持其它光學性質不變的情況下，采用硒化鉛納米晶體(也被稱作量子點)能可控地調節禁帶寬度，從而更好地滿足各種器件的需求。目前，硒化鉛納米晶體被認為在光電子學、生物物理學、熒光顯微鏡學等領域中有重要的應用前景。

目前已經有很多種制備硒化鉛納米晶體的方法。包括水熱法，微波法，超聲化學法，光化學法，輻射化學法等。但是以上所要求的方法制備條件嚴格，操作繁瑣，時間持續長，成本高，或是制備效果不令人滿意。溶劑熱法是目前最常用于制備硒化鉛納米晶體的一種方法，其制備時間短，制備效果好。在2001年，Murray等人(IBM?J.Res.Dev.2001，45，47-55.)第一次報道了用溶劑法合成了硒化鉛納米晶體，此后很多人用該方法合成了各種不同大小和形狀的硒化鉛納米晶體。但是該方法的缺點是：(1)，合成過程中要用到不同的溶劑如油酸，十八稀和三辛基膦。(2)，溶劑價格貴且對環境污染嚴重。(3)，操作過程相對繁瑣。

中國發明專利申請200810069242.0公開了一種硒化物和碲化物納米晶體材料的制備方法，可用于制備硒化鉛。該方法是：用熔融的復合堿金屬氫氧化物取代現有的水熱/溶劑熱合成方法中的水或有機溶劑，在常壓和100-300℃下通過化學反應合成。

中國發明專利200510119122.3提供一種水相硒化鉛納米材料的制備方法。該方法采用醋酸鉛和硒脲分別為鉛源和硒源，以疏基乙酸、疏基丙酸、半胱氨酸、硫甘油、疏基乙醇等為包覆劑，通過在60℃～180℃條件下反應15分鐘～90分鐘，得到一種水相硒化鉛納米材料。

發明內容

本發明提供一種用溶劑熱法簡單合成硒化鉛納米晶體的方法。

本發明制備硒化鉛納米晶體的制備方法是：

a、將硒粉放入容器內，驅除容器內的空氣并充入惰性氣體，按每毫克硒粉加入0.03125～0.125毫升的比例緩慢加入長鏈沸點為180℃以上的烷基胺，經充分攪拌后將硒粉胺混合液加熱到185℃～220℃，使混合液由黑色懸濁液慢慢變為透明的液體，再進行保溫，使硒粉與胺充分作用形成澄清溶液；

b、在另一容器中按每克氯化鉛加入2.248～18.000毫升的比例緩慢加入長鏈沸點為180℃以上的烷基胺，經充分攪拌，并抽真空(真空度達0.07MPa～0.1MPa)，再將氯化鉛胺混合液加熱到150℃～160℃后，再在容器內通入惰性氣體后繼續升溫到190℃～240℃后進行保溫，以充分除去胺溶液中可能存在的水分和其它低沸點雜質，促進氯化鉛在胺中充分溶解；

c、按氯化鉛與硒物質的量之比為10∶1～1∶2將硒粉混合液注入到氯化鉛混合液中，經反應后快速冷卻到室溫，加入10mL氯仿。隨后在反應體系內按反應溶液體積的2倍加入乙醇，使硒化鉛納米晶體顆粒沉淀析出，經固液分離后進行干燥處理，得到硒化鉛納米晶體顆粒。

本發明制備硒化鉛納米晶體的方法中所用的長鏈沸點為180℃以上的烷基胺是指油胺或十六胺或十八胺或十二胺或1，6己二胺等，固態胺在具體使用中可先行將胺加熱，使其成為液態。

本發明制備硒化鉛納米晶體的方法中應除盡反應物中的空氣，所用試劑含水量不高于總質量的0.05％，試驗表明這樣的條件下可以得到的形貌和大小均勻的硒化鉛納米晶體。

本發明制備硒化鉛納米晶體的過程中，當各相應溶液溫度達到要求后，應確保反應溫度的變化幅度應小于±1℃。試驗表明這樣可以得到粒徑均勻的納米晶體。實驗表明溫度變化幅度大于±1℃，會導致粒徑分布范圍增大。

本發明在制備硒化鉛納米晶體時，所述的反應物料比可以不同，但應確保氯化鉛溶液濃度不應大于2.25克/毫升。如果濃度大于這個數值，其結果是部分氯化鉛會析出并附著在容器壁上，導致實際物料比不符合理論值而影響反應的進行。

本發明在制備硒化鉛納米晶體的過程中，對硒化鉛納米晶體顆粒進行干燥處理時采用真空干燥箱，真空干燥箱的溫度為30℃～80℃。試驗表明，當干燥箱溫度低于30℃，硒化鉛被干燥的時間相對比較長，而高于80℃會導致硒化鉛納米晶被氧化。