[發明專利]一種納米陣列硫化亞銅的制備方法

有效

• 申請號: 201210243272.5
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102807248A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 張小俊;汪玲玲;季蓉;于劉濤;黃燕
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C01G3/12
• 分類號: C01G3/12;B82Y40/00;G01N27/30
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 方南

技術領域

本發明屬于半導體納米復合物合成方法領域，特別涉及到一種納米陣列硫化亞銅的制備方法。

背景技術

近年來，硫化物因其極好的化學、物理性能而得到了大量的研究，而其中相當多的注意力集中在硫化亞銅的合成制備上。硫化亞銅是一種p型半導體材料，禁帶寬度約為1.2?eV，在太陽能電池、顯示器的薄膜晶體管、光電子切片、生物傳感等方面有著廣泛的應用，因此它是一種有應用價值的半導體材料。受量子效應的影響，硫化亞銅半導體納米材料的制備和性能研究已經成為當前材料科學中十分活躍的領域。迄今為止，材料科學家已經發展了很多合成方法來制備硫化亞銅納米材料，如水熱合成法、溶劑熱合成法、高溫合成法等。然而這些方法比較復雜，需要多步反應，而且需要事先制備前驅體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米陣列硫化亞銅的制備方法，?

本發明解決技術問題的技術方案為：一種納米陣列硫化亞銅的制備方法，包括以下步驟：

在室溫、攪拌的條件下，將去離子水與乙二胺溶液混合均勻，再浸入銅棒，超聲20分鐘后再加入硫脲溶液和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，密閉放置6-24小時；清洗，室溫干燥即可。

硫脲、乙二胺聚乙烯吡咯烷酮的摩爾比為1：75-?750:?0.000002。

超聲時間要控制在20分鐘，目的在于活化銅棒表面，使Cu棒表面被水氧化腐蝕，源源不斷的提供出所需的Cu離子，而硫脲可以水解產生S^2–。Cu離子與絡合劑乙二胺(EDA)水解出的離子結合生成絡合物離子以便進一步與S^2-作用形成Cu₂S。

反應機理可用下面的化學反應方程式解釋：

Cu^2+?+?EDA^2-→?Cu-EDA???????????????????????????(1)

Cu-EDA?+?Cu?+?EDA^2-→?2[Cu-EDA]????????????????(2)

2[Cu-EDA]^-?+?S^2-?→?Cu₂S?+2EDA^{2-????????????????????????????????}?(3)

DEA在水溶液中分解提供DEA^2-離子，并與Cu²⁺結合生成絡合物離子[Cu-DEA]^-。絡合物離子進一步與S^2-作用形成Cu₂S納米陣列。絡合劑的加入也有助于降低S^2-與Cu離子的反應速率以獲得形貌均勻一致的Cu₂S納米片,表面活性劑PVP的引入有助于協同S^2-引導產物的形成。

本發明與現有技術相比，利用濕化學法，在常溫下一步反應即可制得硫化亞銅納米陣列。所制得的硫化亞銅納米陣列的厚度為5?nm-100?nm。原材料廉價易得，操作簡便，產物純度高、分散性好、晶形好且可控制，生產成本低，重現性非常好，可達95%以上。且制得的銅-硫化亞銅異質結構可以作為傳感器電極，直接用于物質（如葡萄糖）的檢測。

附圖說明

為進一步說明本發明的具體技術內容，下面根據附圖和實施例對本發明進行詳細說明，其中：

圖1為實施例1制備的硫化亞銅納米陣列的粉末X-射線衍射?（XRD）圖。

圖2為實施例1制備的硫化亞銅納米陣列的低放大倍率的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

圖3為實施例1制備的硫化亞銅納米陣列的高放大倍率的掃描電子顯微鏡照片（SEM）。

圖4為實施例1制備的硫化亞銅納米陣列用作傳感器電極（銅-硫化亞銅復合材料電極）對葡萄糖進行電化學檢測的循環伏安圖（CV）。

曲線1為潔凈的未生長硫化亞銅的銅棒在0.1?M?NaOH溶液中未加葡萄糖的循環伏安曲線。

曲線2為潔凈的未生長硫化亞銅的銅棒在0.1?M?NaOH溶液中加了0.4?mM葡萄糖的循環伏安曲線。

曲線3為實施例1制備的復合電極在0.1?M?NaOH電解質溶液中未加葡萄糖的循環伏安曲線；

曲線4為實施例1制備的復合電極在0.1?M?NaOH電解質溶液中加了0.2?mM葡萄糖的循環伏安曲線；

曲線5為實施例1制備的復合電極在0.1?M?NaOH電解質溶液中加了0.4?mM葡萄糖的循環伏安曲線；