[發(fā)明專利]一種以苝酰亞胺衍生物為模板制備花狀納米硫化鎘的方法

無效

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• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102765746A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳艷麗;宋金剛;田慶文
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C01G11/02
• 分類號: C01G11/02;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種有機模板制備硫化鎘納米顆粒的方法，它的制備成本低廉、易于實現(xiàn)，并

能控制硫化鎘分子在Langmuir膜中的模板分子的特定位置上生長，可以形成不同形貌、尺寸可控的硫化鎘納米顆粒。

背景技術

苝酰亞胺(Perylene?tetracarboxylic?acid?diimide，簡稱PDI)類化合物因具備良好的化學穩(wěn)定性、光、熱穩(wěn)定性及極高的熒光量子產率，在有機發(fā)光二極管、染色激光器、光開關等光學器件及電子器件等諸多領域有廣泛應用。另外，PDI衍生物也是迄今為止最為優(yōu)良的n型有機半導體材料之一。硫化鎘是II-VI族最重要的n型半導體，現(xiàn)被廣泛地應用到光敏電阻，平面顯示器、發(fā)光二極管和其他光學設備。無機材料的組成雖然特別多，但是其一般缺少超分子和其它有機化合物的結構多樣性及可裁剪性的特性。雖然無機材料在宏觀水平上能夠容易制備，但是我們在微觀水平上來控制其形貌的能力是有限的。然而，從不同種類的有機模板到無機化合物的結構上的轉變可以使得我們制備一些用常規(guī)方法不能得到的無機物結構。近些年，有機化合物作為模板來制備無機納米材料，已經引起了科學界的關注。

兩親性有機分子的Langmuir膜作為模板現(xiàn)已廣泛應用到無機納米粒子的生長，誘導制備納米無機化合物。當含有兩親性的分子鋪展在溶液表面時，其疏水端指向空氣中，親水端則可以和亞相溶液緊密結合。當分子借助分子間作用力形成穩(wěn)定的Langmuir單層膜時，有機化合物排列成有序的二維結構，進而為晶體生長提供了模板。現(xiàn)在，利用Langmuir膜作為模板已經成功地合成了ZnS、CdS、CdSe、PbS、CuS等半導體材料。東南大學的韋鈺院士和陸祖宏教授等課題組用硬脂酸Langmuir單層膜的方法，把H₂S氣體通入到表面鋪有硬脂酸單分子膜的CdCl₂溶液的亞相中，用其作為模板來誘導制備CdS的有序有機/無機混雜膜。另外Fendler課題組利用花生酸的Langmuir膜誘導制備了PbS納米顆粒，Jiangping?Yang等課題組利用十八胺和花生酸混合的單分子膜成功制備了CdS納米顆粒。然而用雙親性PDI衍生物的Langmuir膜為模板控制生長CdS納米粒子的方法至今未見報道。

綜上所述，由于PDI衍生物及CdS納米粒子作為功能材料實際的和潛在的應用價值，本發(fā)明中我們選用對稱和不對稱結構的兩個PDI衍生物的Langmuir膜為模板控制制備CdS納米粒子。這對特定形貌的納米粒子的制備及拓寬該類有機/無機混雜體系的應用具有重要意義。

發(fā)明內容

首次采用結構新穎的兩側均為開鏈冠醚取代的苝二酰亞胺化合物(簡稱PDI-1)及一側為親水性的開鏈冠醚一側為疏水脂肪鏈取代的苝二酰亞胺化合物(簡稱PDI-2)的Langmuir膜為模板，在空氣-CdCl₂氣液界面上成功制備了兩種不同形貌、尺寸可控的硫化鎘納米粒子，并用各種現(xiàn)代手段對其結構及形貌進行了全面細致的表征。結果發(fā)現(xiàn)：在不同的實驗條件下，PDI-1和PDI-2的Langmuir膜分別誘導形成了形貌均一，粒徑可控的花狀CdS納米粒子。PDI-1和PDI-2在氣液界面上形成了有序的H聚集體，它們的Langmuir膜被證明是很好的模板，有利于花狀CdS納米粒子的形成。這是第一例利用雙親性苝二酰亞胺衍生物的Langmuir單層膜為模板原位控制生長花狀CdS納米粒子的方法，這為定向生長特定形貌的納米粒子提供了一條新的途徑。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一通過π-A曲線獲得PDI-1和PDI-2在高純水和CdCl₂溶液兩種亞相中形成穩(wěn)定Langmuir膜的條件