[發明專利]一種無機半導體超級納米粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 201110069175.4
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN102689881A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 唐智勇;夏云生
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;C01G11/02;C01G21/21;B82Y40/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;周建秋

技術領域

本發明涉及一種無機半導體超級納米粒子的制備方法，以及由該方法制備的無機半導體超級納米粒子。

背景技術

納米材料是指材料至少有一個維度在1-100納米之間，且性質具有明顯不同于其體相和分子(原子)的特點，如小尺寸效應、量子限域效應等。納米材料有望帶來了一場材料領域的革命，在推動基礎學科發展的同時，納米材料在光學、電學、磁學等領域得到了長足發展。無機半導體納米晶由于尺寸可調的光電性質受到人們的關注。目前，合成單分散的半導體納米晶已經有成熟的方法(例如可以參見J.Am.Chem.Soc.1993，115，8706-8715)，然而，由于其尺寸小(3-8納米)，不適合在能源、電子器件等領域的應用。

為拓展半導體納米晶的相關應用，傳統的方法是先合成納米晶，再將其組裝成超級納米粒子(例如可以參見Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，6650-6653)。該方法的局限性是：第一，過程繁瑣，需要合成和組裝兩步；第二，組裝過程中，需要使用大量的有機溶劑，易造成環境污染。因此，亟需一種簡便、綠色環保的方法來制備超級納米粒子。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統的無機半導體超級納米粒子的制備方法的上述缺陷，提供一種簡便且綠色環保的無機半導體超級納米粒子的制備方法。

本發明提供了一種無機半導體超級納米粒子的制備方法，其中，該方法包括將含有陽離子配位劑和負電荷穩定劑的水溶液的pH值調節至8-10，并向該水溶液中加入陰離子配位劑，然后以0.1-2℃/分鐘的加熱速率升溫至40-100℃，其中，所述陽離子配位劑中的陽離子與所述陰離子配位劑中的陰離子能夠形成沉淀。

本發明還提供了由所述方法制備的無機半導體超級納米粒子。

在本發明提供的所述無機半導體超級納米粒子的制備方法中，無需實施組裝過程即可直接形成無機半導體超級納米粒子，從而簡化了無機半導體超級納米粒子的制備過程；而且，整個制備過程中無需使用有機溶劑，不會造成環境污染。

附圖說明

圖1為實施例1中制備的硒化鎘超級納米粒子的透射電鏡照片；

圖2為實施例1中制備的硒化鎘超級納米粒子的電子能譜圖(EDX)；

圖3為實施例1中制備的硒化鎘超級納米粒子的激光光散射光譜圖(DLS)；

圖4為實施例1中制備的硒化鎘超級納米粒子的紫外-可見吸收光譜圖；

圖5為實施例2中制備的硫化鎘超級納米粒子的透射電鏡照片；

圖6為實施例2中制備的硫化鎘超級納米粒子的電子能譜圖；

圖7為實施例2中制備的硫化鎘超級納米粒子的激光光散射光譜圖；

圖8為實施例3中制備的硒化鋅超級納米粒子的透射電鏡照片；

圖9為實施例3中制備的硒化鋅超級納米粒子的電子能譜圖；

圖10為實施例3中制備的硒化鋅超級納米粒子的激光光散射光譜圖；

圖11為實施例4中制備的硫化鉛超級納米粒子的透射電鏡照片；

圖12為實施例4中制備的硫化鉛超級納米粒子的電子能譜圖；

圖13為實施例4中制備的硫化鉛超級納米粒子的激光光散射光譜圖。

具體實施方式

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種無機半導體超級納米粒子的制備方法，其中，該方法包括將含有陽離子配位劑和負電荷穩定劑的水溶液的pH值調節至8-10，并向該水溶液中加入陰離子配位劑，然后以0.1-2℃/分鐘的加熱速率升溫至40-100℃，優選為50-100℃，更優選為70-100℃。所述陽離子配位劑中的陽離子與所述陰離子配位劑中的陰離子在上述條件下能夠形成沉淀。

在本發明中，所述超級納米粒子是指由3-5納米的半導體納米晶聚集而成的顆粒尺寸為幾十納米(約30-60納米)的球形或準球形的粒子。

根據本發明提供的所述方法，在所述含有陽離子配位劑和負電荷穩定劑的水溶液中，陽離子配位劑和負電荷穩定劑的摩爾比可以為1∶2-8，優選為1∶2-4。

根據本發明提供的所述方法，所述負電荷穩定劑可以為在pH為8-10的條件下帶負電荷且與陽離子具有配位作用的各種物質。在一種實施方式中，為使最終制備的超級納米粒子的顆粒尺寸分布更加均勻，所述負電荷穩定劑優選為選自巰基乙酸、巰基丙酸、半胱氨酸和谷胱甘肽中的一種或多種。