[發明專利]一種制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法

有效

• 申請號: 201410476118.1
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104261461A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 唐孝生;祖之強;陳威威;臧志剛;朱濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C01G19/00
• 分類號: C01G19/00;C01G9/08;C01G3/12;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于無機化學領域，涉及一種納米空心球，特別涉及一種制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法。

背景技術

納米空心球是一種新的納米結構，它由厚度在納米尺度的殼層及由殼層包覆的內部空間構成。納米空心球具有優異的熱學、聲學、光學和電學性能，運用前景廣闊。

Cu-Zn-Sn-S納米材料是一種新型的無機功能材料，在太陽能電池，光催化制氫，鋰電池等方面均具有特殊性能，廣泛應用于光電器件、光催化劑等領域。近年來，Cu-Zn-Sn-S納米結構引起了越來越多學者的興趣，特別是對于各種不同形貌量子點納米結構的制備和控制；例如，歐洲皇家化學會的《能源與環境科學》(EnergyEnviorn.Sci.,2012，5,8564)報道了Cu₂ZnSn(Se,S)₄納米顆粒的制備方法，并討論了該方法的機理，然而該文獻的方法只適用于制備Cu₂ZnSn(Se,S)₄納米顆粒，并且該制備方法需要在高溫下反應，不利于工業推廣。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種工藝簡單，可工業推廣的制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法，包括以下步驟：

Stp1：配制氯化亞銅和硫代乙酰胺的混合水溶液，控制溶液中氯化亞銅和硫代乙酰胺的摩爾比為1：48～52，硫代乙酰胺在水溶液中的濃度0.38-0.42mol/L；

Stp2：配制氯化錫和硫代乙酰胺的混合水溶液，控制溶液中氯化錫和硫代乙酰胺的摩爾比為1:4.5-5，硫代乙酰胺在水溶液中的濃度0.38-0.42mol/L；

Stp3：配制氯化錫和硫代乙酰胺的混合水溶液，控制溶液中氯化錫和硫代乙酰胺的摩爾比為1:0.5-0.6，硫代乙酰胺在水溶液中的濃度0.12-0.15mol/L；

Stp4：按體積份取Stp1的混合溶液4.5-5.5份，Stp2的混合溶液4.5-5.5份，Stp3的混合溶液14-16份并混合攪拌；

Stp5：離心Stp4的反應液體，干燥得產品。

本發明制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法，首先分別配制含Cu⁺，Zn²⁺，Sn⁴⁺的混合溶液，溶液中Cu⁺，Zn²⁺，Sn⁴⁺與硫代乙酰胺在水溶液中形成絡合物，當三種反應前驅物混合以后，在充分攪拌的情況下，S^2-釋放出來，與金屬正離子形成晶核，然后逐漸長大成為小顆粒狀晶粒，小顆粒在晶體間相互作用下形成自組裝的Cu-Zn-Sn-S納米空心結構。

作為本發明制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球方法的優選，Stp1、Stp2或Stp3制備混合溶液時首先將原材料加入水中，然后以180-220r/min的速度攪拌10-30min。

作為本發明制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球方法的另一種優選，Stp4混合攪拌時攪拌速度為180-220r/min，攪拌時間為1.5-2.5h。

作為本發明制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球方法的進一步優選，Stp5離心時轉速為8000～12000r/min。

本發明還提供利用上述制備Cu-Zn-Sn-S納米空心球的方法所制得的Cu-Zn-Sn-S納米空心球。

作為本發明Cu-Zn-Sn-S納米空心球的優選，所述納米空心球由直徑為3-7nm的顆粒構成，其平均直徑為170-230nm。

作為本發明Cu-Zn-Sn-S納米空心球的進一步優選，所述納米空心球中Cu、Zn、Sn、S的摩爾比為0.01-0.04：1：0.24-0.26：1.505-1.52。

本發明的有益效果在于：