[發明專利]一種CdS/Cd(OH)2復合納米線及其制備方法

有效

• 申請號: 201110093312.8
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102181283A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 劉瑞剛;王文;劉偉麗;黃勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56;B82Y40/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種CdS/Cd(OH)₂復合納米線及其制備方法。

背景技術

一維多晶納米材料具有不同于單獨的納米顆粒和一維單晶納米結構的獨特性質，如納米晶粒間的電子、光子和能量轉移等，因而受到人們的廣泛關注，在各種光電子器件的制備方面具有重要的用途。在各種一維多晶納米材料中，半導體納米晶體，如CdS、CdSe、CdTe等，因其獨特的光電性質而備受關注，并被廣泛應用于光電子器件，太陽能電池，生物標記和傳感器等領域。

Cd(OH)₂納米結構材料作為重要的半導體納米材料CdS、CdSe和CdTe的前驅模板，具有重要的研究價值。Jiang等人通過在NaOH水溶液中超聲新生成的Cd(OH)₂沉淀得到了Cd(OH)₂的納米棒結構，以此為模板通過H₂S，H₂Se、H₂Te處理制備了CdS、CdSe、CdTe納米棒(Jiang，L.P.etc.，Journal?of?Nanoscience?and?Nanotechnology?2006，6，(8)，2584-2587.)。而CdS/CdSe、CdS/CdTe復合型一維多晶納米材料具有更加獨特的光電特性，在光電子器件、太陽能電池等領域具有更加廣闊的用途，因此制備出CdS納米晶體(NCs)含量可控、納米線尺寸可控的CdS/Cd(OH)₂復合納米線具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單、潔凈、高效的CdS/Cd(OH)₂復合納米線的制備方法。

本發明所提供的制備CdS/Cd(OH)₂復合納米線的方法，包括下述步驟：

1)將鎘鹽、單體、紫外光引發劑和乙基氰乙基纖維素混合，溶解均勻，得到混合液；其中，所述鎘鹽為丙烯酸鎘(CdAA₂)或甲基丙烯酸鎘(CdMA₂)，所述單體為丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MA)；

2)將所述混合溶液制成溶液薄膜；

3)將所述溶液薄膜置于紫外光源下輻照，使溶液薄膜中的單體聚合，得到乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸/鎘鹽復合膜或乙基氰乙基纖維素/聚甲基丙烯酸/鎘鹽復合膜；

4)將乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸/鎘鹽復合膜或乙基氰乙基纖維素/聚甲基丙烯酸/鎘鹽復合膜用H₂S氣體進行處理，得到乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸/硫化鎘納米晶體復合膜或乙基氰乙基纖維素/聚甲基丙烯酸/硫化鎘納米晶體復合膜；

5)將所述乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸/硫化鎘納米晶體復合膜或乙基氰乙基纖維素/聚甲基丙烯酸/硫化鎘納米晶體復合膜在有氧條件下進行燒結，得到CdS/CdO納米顆粒；

6)將所述CdS/CdO納米顆粒分散于去離子中或去離子水與乙醇的混合溶液中，得到CdS/CdO納米顆粒分散液，再對分散液進行超聲處理，得到CdS/Cd(OH)₂復合納米線。

其中，步驟1)中，所述鎘鹽、單體、紫外光引發劑以及乙基氰乙基纖維素的質量比可為(0.2-1)∶(5-25)∶(0.05-0.2)∶(5-15)，更進一步為0.5∶(9-21)∶0.1∶9。

所述紫外光引發劑具體可為2-羥基-2-甲基苯丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、和2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一種。

所述乙基氰乙基纖維素的分子量可為1000-100000Da，優選為10000-80000Da。

為了便于步驟1)中的四種原料混合均勻，可先將鎘鹽、單體和紫外光引發劑混合均勻，再與乙基氰乙基纖維素(E-CE)C混合，室溫下密閉避光放置5天以上使乙基氰乙基纖維素溶解均勻，得到混合溶液。

步驟2)中是將乙基氰乙基纖維素/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸鎘的溶液采用常規方法制成溶液薄膜，如在由玻璃板、聚酯薄膜和聚四氟乙烯墊片組成的液晶盒中壓制成溶液薄膜。所述溶液薄膜的厚度可為10-500μm。

步驟3)中，所述紫外光輻照強度可為1-100mW/cm²；輻照的時間可為5-20min。

步驟4)中，H₂S氣體處理的時間可為10-40小時。