[發(fā)明專利]一種氧化石墨烯/AgInS2納米雜化材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210557248.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103043709A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳惠霞;劉丹丹;楊艷;湯才志;賈曉慶;楊仕平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G15/00
• 分類號(hào): C01G15/00;C01B31/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米雜化材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體納米晶尺寸在1-100納米之間，當(dāng)納米晶的尺寸與材料的波爾激子半徑相當(dāng)時(shí)，納米晶表現(xiàn)出明顯的量子限域效應(yīng)，所以半導(dǎo)體納米晶可表現(xiàn)出很多不同于本體材料的光學(xué)性質(zhì)，在太陽電池、發(fā)光二極管、光電探測(cè)器、生物標(biāo)記、非線性光學(xué)和電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。目前研究最多的納米晶主要限于Ⅱ-Ⅵ、Ⅲ-Ⅴ、Ⅳ-Ⅵ族的含鉛和鎘材料。這類材料解離后，產(chǎn)生的重金屬離子的毒性大大限制了半導(dǎo)體納米晶的進(jìn)一步發(fā)展。為此，近年來為追求低毒性的納米晶，人們將研究目光投向了低毒的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半導(dǎo)體納米材料。Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半導(dǎo)體是一類由Ⅰ族（Cu、Ag等）、Ⅲ族（如Ga、In等）、Ⅵ族（如S、Se、Te等）元素組成的材料。

但由于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族納米材料的研究起步不久，需要解決的重要的科學(xué)和技術(shù)問題有很多。如：怎樣進(jìn)一步提高基于這類材料的熒光性能，尤其是水溶性、小粒徑、高熒光量子產(chǎn)率。另外科研工作者已經(jīng)不滿足于單種材料的研究，將兩種材料雜化，從而得到新型材料的特異性質(zhì)或得到物化性質(zhì)有協(xié)同增效作用的材料也已成為研究的熱點(diǎn)。

氧化石墨烯的表面由于含有大量氧活性基團(tuán)（如羥基和環(huán)氧基，羧基和羰基等），因此具有良好的親水性、分散性與兼容性等特性。氧化石墨烯是優(yōu)良的納米復(fù)合材料的增強(qiáng)相，在提高石墨烯與基體材料的相容性，在改善納米復(fù)合材料的熱、電、力學(xué)等綜合性能方面發(fā)揮著重要的作用。在溶劑中具有穩(wěn)定分散性的氧化石墨烯易與聚合物等其他納米材料混合而制備出具有優(yōu)異電化學(xué)和力學(xué)性能的功能復(fù)合納米材料。而且氧化石墨烯可以穩(wěn)定地分散在溶劑中，為大規(guī)模制備石墨烯的雜化材料提供了一個(gè)非常重要的條件。

基于新材料氧化石墨烯和半導(dǎo)體納米材料在電化學(xué)、力學(xué)以及生物學(xué)上潛在的應(yīng)用，將半導(dǎo)體納米材料修飾在氧化石墨烯上，依據(jù)協(xié)同增效原理，雜化材料可能產(chǎn)生更優(yōu)的電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料，該氧化石墨烯表面均勻修飾有高結(jié)晶度的AgInS₂納米粒子，而且該制備方法具有操作簡(jiǎn)單、原料來源廣、制造成本低等特點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料的方法。

本發(fā)明氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料的制備原理為：采用一定比例的油胺、油酸和十八烯的混合溶液作為溶劑和表面活性劑，以三水合二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DEDC)作為配位劑，Ag(DEDC)和In(DEDC)₃作為反應(yīng)前驅(qū)體。金屬前驅(qū)體在高溫高壓環(huán)境下分解，緩慢釋放金屬離子和S^2-，離子通過靜電作用吸附在氧化石墨烯表面，通過化學(xué)作用生成AgInS₂，從而達(dá)到原位修飾AgInS₂半導(dǎo)體納米粒子的目的。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料，其特征在于：所述氧化石墨烯表面修飾有AgInS₂納米粒子。

所述氧化石墨烯片層水合半徑為450-500nm，厚度為1-3層，AgInS₂納米粒子的粒徑為10-30nm。

一種氧化石墨烯/AgInS₂納米雜化材料的制備方法，其步驟包括：將氧化石墨烯均勻分散在油酸中，再分別加入十八烯和油胺進(jìn)行混合；將氧化石墨烯混合液中緩慢加入銦前驅(qū)體In(DEDC)₃和銀前驅(qū)體Ag(DEDC)的油酸混合液中；充分?jǐn)嚢韬笠浦练磻?yīng)釜中反應(yīng)，冷卻后加入適量無水乙醇析出沉淀，將沉淀離心洗滌、干燥后制得樣品。

將氧化石墨烯分散在油酸中后超聲處理0.5-1小時(shí)，然后加入十八烯后再進(jìn)行超聲處理10-20分鐘，最后加入油胺混合。

所述的銀前驅(qū)體和銦前驅(qū)體Ag(DEDC)與氧化石墨烯的質(zhì)量比為2:2-7:1-2.5。

所述氧化石墨烯混合液中，氧化石墨烯、油酸、十八烯及油胺配比為6mg:1-2mL:1-5mL:1-5mL；所述銦前驅(qū)體In(DEDC)₃和銀前驅(qū)體Ag(DEDC)的油酸混合液中，銀前驅(qū)體In(DEDC)₃、銦前驅(qū)體Ag(DEDC)及油酸的加入配比為2mg:2-7mg:1-3mL。