[發明專利]微波溶劑熱制備棒狀硫化銅納米晶的方法

有效

• 申請號: 201110375376.7
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102502774A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;齊慧;張培培;曹麗云;吳建鵬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G3/12
• 分類號: C01G3/12;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于硫化銅的制備方法，具體涉及一種微波溶劑熱制備棒狀硫化銅納米晶的方法。

背景技術

過渡金屬硫化物因在半導體、發光裝置及超導等方面具有潛在的應用價值而受到科研工作者的極大興趣。CuS是很重要的p型半導體，帶隙能為2.0eV。由于具有優異的傳導性、電學、光學性質，被廣泛地應用在熱電偶、濾光器、太陽能電池、傳感器和催化等領域。迄今為止，已成功合成多種形貌的硫化銅，例如納米盤狀，空心球狀和花狀等特定形貌。

目前制備硫化銅的方法主要有熱解法[Yu-Biao?Chen，Ling?Chen，and?Li-Ming?Wu.Water-Induced?Thermolytic?Formation?ofHomogeneous?Core-Shell?CuS?Microspheres?and?Their?Shape?Retentionon?Desulfurization[J].Crystal?Growth?&?Design，2008，8：2736-2740]、連續離子層吸附[M.Ali?Yildirim，Aytunc?Ates，Aykut?Astam.Annealingand?Light?Effect?on?Structural，Optical?and?Electrical?Properties?of?CuS，CuZnS?and?ZnS?Thin?Films?Grown?by?the?SILAR?Method[J].Physica.E，2009，41：1365-1372.]、水熱法[Ai-Miao?Qin，Yue-Ping?Fang，et?al.Formation?of?Various?Morphologies?of?Covellite?Copper?SulfideSubmicron?Crystals?by?a?Hydrothermal?Method?without?Surfactant[J].Crystal?Growth?&?Design，2005，5：855-860.]和溶劑法[TitipunThongtem，Chalermchai?Pilapong，Somchai?Thongtem.Large-ScaleSynthesis?of?CuS?Hexaplates?in?Mixed?Solvents?Using?a?SolvothermalMethod[J].Materials?Letters，2010，64：11-14.]。然而這些方法通常需要特殊的儀器，或者需要嚴格的實驗條件和比較長的反應時間，而且由于在合成硫化銅的過程中有大量的H₂S氣體生成，如反應在敞開體系中進行，則不可避免地會對環境造成一定的污染。因此尋找一種易于操作，環境友好和成本低廉的方法顯得頗為重要。

發明內容

本發明的目的是提出一種微波溶劑熱制備棒狀硫化銅納米晶的方法。該制備方法反應周期短、反應溫度低，環境友好，成本低廉，并且操作簡單，重復性好，適合大規模生產。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)將油酸和乙二醇按1∶5-5∶1的體積比混合均勻得溶液A；

2)將分析純的醋酸銅(Cu(Ac)₂)加入到少量乙醇中得透明溶液B，將溶液A與溶液B混合得到Cu²⁺濃度為0.01～2.0mol/L的溶液C；

3)向溶液C中加入脂肪族硫醇得到脂肪族硫醇的濃度為0.01～2.0mol/L的溶液D；

4)將溶液D倒入微波水熱反應釜中，填充度為40％-70％，然后密封反應釜，將其放入溫壓雙控微波水熱反應儀中，選擇溫控模式或者壓控模式進行反應，所述的溫控模式的溫度控制在150-200℃，壓控模式的水熱壓力控制在1-3Mpa，反應時間控制在5min-60min，反應結束后自然冷卻到室溫；

5)打開水熱反應釜，取出產物，加入丙酮或異丙醇作為沉淀劑，然后經過離心收集，然后用無水乙醇洗滌干凈，于真空干燥箱中在40-80℃干燥1-2h，得到最終產物硫化銅納米晶。

所述的脂肪族硫醇為十二硫醇或十六硫醇。

本發明采用簡單的微波溶劑熱法制備工藝，反應周期短，能耗低，反應在液相中一次完成，不需要后期處理。制得的CuS納米晶大小均勻，呈20-40nm的棒狀結構。

附圖說明

圖1是本發明實施例1所制備的棒狀硫化銅納米晶的X-射線衍射(XRD)圖譜；

圖2、3是本發明實施例1制備的棒狀硫化銅納米晶的TEM照片，其中圖3為圖2的放大圖。

具體實施方式