[發(fā)明專利]一種硫化銀-硫化鋅半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110206243.7
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102814185A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒超;黃少銘;張禮杰;楊云
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/30;G01N33/00;C09K11/58
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種硫化銀-硫化鋅納米異質(zhì)結(jié)的合成方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體硫化物納米材料具有量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，具有優(yōu)異的光、電、磁、催化等方面性能，在電子、生物、涂料、制藥等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體納米材料，即把兩種不同化學(xué)成分的納米材料組合到一起，它不但能發(fā)揮各自組分的功能特點(diǎn)，還因不同成分的結(jié)合而產(chǎn)生新的特性。納米異質(zhì)結(jié)與單一納米材料不同，由于納米晶體在微觀尺度的有序組合不僅可以保持原有材料的性質(zhì)，同時(shí)組元材料的有效接觸(化學(xué)鍵和范德華力結(jié)合)將使得異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的性能得到增強(qiáng)。具有納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料因其無可比擬的優(yōu)異性能而成為當(dāng)前研究最活躍的內(nèi)容之一，如硫族化合物異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料已經(jīng)被證明在半導(dǎo)體發(fā)光、光催化和新型光電器件等領(lǐng)域有著非常重要的理論和應(yīng)用前景。

在異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體納米材料中，能夠?qū)崿F(xiàn)特殊功能的一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料(線、棒、帶及管)對納米電子器件、納米光子器件而言具有特別的意義，也因此在研究中受到最大程度的重視。目前本領(lǐng)域研究中所采用的主要是氣相生長方法制備一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米線，包括徑向異質(zhì)結(jié)構(gòu)和軸向異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在氣相生長過程中反復(fù)調(diào)整氣相中各組分含量，依靠氣相生長中的氣相-液相-固相機(jī)理(VLS機(jī)理)把兩種或多種組分組合到納米線中形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米線。然而，氣相法所要求的設(shè)備昂貴，對真空度要求高，制備過程也較為繁瑣。相比較氣相條件的VLS機(jī)理而言，液相條件下制備納米線所采用的溶液-液相-固相機(jī)理(SLS機(jī)理)能夠表現(xiàn)出額外的優(yōu)勢，如納米線尺寸分布窄、直徑可控、液相低溫體系制備等。

如專利文獻(xiàn)CN102008966中提供了一種硫族異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料及其制備方法。所述的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)為硫化鉍和硫化鎘，鉍源和鎘源的摩爾比為1∶1，其應(yīng)用于光催化降解有機(jī)污染物時(shí)，降解效率大幅提升。如在該納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化下紫外光照射甲基紅20min后，甲基紅430nm特征峰強(qiáng)度減弱至起始強(qiáng)度的10％；而要達(dá)到同樣的降解程度，商業(yè)二氧化鈦粉末需要約80min，硫化鉍和硫化鎘的混合物大約需要60min。據(jù)該文所述，硫化鉍/硫化鎘納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)對甲基紅的紫外光催化降解效率更高的原因是：在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，硫化鉍的價(jià)帶和導(dǎo)帶都處在硫化鎘的價(jià)帶和導(dǎo)帶內(nèi)部，硫化鎘中光照所產(chǎn)生的電子和空穴會(huì)向硫化鉍移動(dòng)，但電子移動(dòng)的速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空穴的移動(dòng)速率，電子-空穴對發(fā)生有效的分離從而提高光催化效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種方法簡便、產(chǎn)率高、適宜工業(yè)化生產(chǎn)的硫化銀-硫化鋅納米異質(zhì)結(jié)的制備方法。本發(fā)明的制備方法分以下步驟，步驟A：反應(yīng)前驅(qū)體二丁基二硫代氨基甲酸銀在第一混合溶劑中高溫分解得到硫化銀顆粒；步驟B：利用步驟A中得到的硫化銀為催化劑，使二丁基二硫代氨基甲酸鋅高溫分解形成的中間產(chǎn)物溶解在含所述硫化銀顆粒的第二混合溶劑中，在正三辛基氧膦和正十八硫醇的作用下從硫化銀顆粒中析出硫化鋅納米棒，形成硫化銀-硫化鋅半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)。

優(yōu)選所述步驟A中第一混合溶劑為十八胺、正三辛基氧膦和正十八硫醇的混合，所述步驟A是在180℃的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選所述步驟A中二丁基二硫代氨基甲酸銀與十八胺的摩爾比為1∶100～1∶500；二丁基二硫代氨基甲酸銀與正三辛基氧膦的摩爾比為1∶50～1∶400；二丁基二硫代氨基甲酸銀與正十八硫醇的摩爾比為1∶200～1∶800。

優(yōu)選所述步驟B中第二混合溶劑為十八胺、正三辛基氧膦和正十八硫醇的混合，所述步驟B是在210℃的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選所述步驟B中二丁基二硫代氨基甲酸鋅與十八胺的摩爾比為1∶20～1∶320；二丁基二硫代氨基甲酸鋅與正三辛基氧膦的摩爾比為1∶20～1∶160；二丁基二硫代氨基甲酸鋅與正十八硫醇的摩爾比為1∶40～1∶320。

優(yōu)選本發(fā)明的所述步驟B中硫化銀顆粒與所述二丁基二硫代氨基甲酸鋅的摩爾比為1∶1～1∶100。