[發明專利]一種簡易快速制備高長徑比碲納米線的方法

在審

• 申請號: 201810003729.2
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108128760A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 韓金玲;呂振瑞
• 申請（專利權）人: 韓金玲
• 主分類號: C01B19/02
• 分類號: C01B19/02;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種簡易快速制備高長徑比碲納米線的方法，將碲源溶解在去離子水中后，經過電離后，碲離子均勻分散在溶液中，之后，加入的陽離子表面活性劑，一方面起到調控生長的目的，一方面還可以調節反應體系的pH，避免再度加入堿性物質，之后在還原劑的作用下，碲離子被還原為碲原子，然后在攪拌的條件下，均勻成核，使得反應更加簡單，且制得的碲納米線具有很均一性，其長徑比在1000以上。

技術領域

本發明涉及一種半導體納米材料的制備技術領域，具體涉及一種高長徑比的碲納米線的制備方法。

背景技術

一維納米材料包括納米線、納米管、納米纖維和納米帶等，相比于零維的納米顆粒、量子點，二維的納米片，三維的宏觀等結構，一維納米材料獨特的結構，尤其是其非常高的長徑比，這使得一維納米材料具有很好的光、電、聲及熱學等性質，且一維納米材料的形貌對其性質有著很大的影響，這是因為當材料的尺寸小于一定程度時，如小于10nm，這是納米材料在某一方向表現出很強的量子隧穿效應，使得材料的性質異于常規塊狀體。由此，對于其合成有著廣泛的研究。

目前，關于一維納米線的合成機理主要有加州大學伯克利分校楊培東教授提出的VLS（Vapor-Liquid-Solid）生長機理，其主要觀點是通過催化劑液滴在納米線頂部的形成，促使后續的待合成原子不斷的聚集生長，其中納米線的直徑主要是由催化劑液滴的大小控制；還有傳統的溶劑熱合成方法，尤其是水熱方法在其中具有重要的地位；除了上述的化學合成法，還有很多研究者采用物理的方法合成出長度、形貌可控的納米線，如使用陽極氧化鋁（AOO）做硬模板，合成好后通過除去模板劑，即可得到長度和直徑均可控的合適納米線。

碲納米線，是一種p型半導體一維納米材料，其帶隙能量為0.35eV，可以廣泛的應用于光電子器件，具有很好的光響應特性。對于其也有很廣泛的研究與應用，如中國臺灣大學的Huan-Tsung Chang教授在2010年的一篇題為“Preparation of FluorescentTellurium Nanowires at Room Temperature”的文章中，其通過以二氧化碲（TeO2）為碲源，加入還原劑水合肼后直接還原制備碲納米線，經過對反應時間的調控，可以很好的控制碲納米線的長徑比，如控制反應時間從40-120min，制備出的碲納米線的長度從251增長到879nm，而其直徑僅從8nm增加到19nm。Jian-Wei Liu等人在2010年以“Rapid Microwave-Assisted Synthesis of Uniform Ultralong Te Nanowires, Optical Property, andChemical Stability”為題，報道了一種快速合成超長碲納米線的方法，在該方法中，作者先配置好待反應的溶液，之后使用微波的方法對反應液進行加熱反應，并探究了反應過程中各個參數對實驗結果的影響，從中我們也可以看出，這個過程中，產物的形貌受多個因素的影響，不利于后續的擴大化生產。中國專利（CN102910595A）公開了一種超細碲納米線的宏量制備方法，包括以下步驟：亞碲酸鈉和還原劑在聚乙烯吡咯烷酮pH值調節劑的作用下發生反應，得到反應混合物；用冷水急速冷卻所述反應混合物得到碲納米線母液，加溶劑提取后得到碲納米線。本發明反應得到反應混合物后，采用冷水對其進行急速冷卻制備碲納米線，所得碲納米線質量更均一，直徑更細；進一步的，本發明通過優化制備條件，便于大量合成，易推廣應用；通過該方法制備出的碲納米線雖然可以實現宏量制備，但是上述合成過程為水熱反應過程，是在高溫高壓下進行的，對于高溫高壓的反應，依據化工原理的相關知識，我們知曉，對于這類反應，在擴大化生產時，非常危險，容易發生爆炸，且原料體積擴大后，整個反應過程相對于常壓反應有很大的區別，使得對產物的控制更加困難。

發明內容

為了解決上述合成出的碲納米線生產工藝復雜，對于水熱反應制備碲納米線擴大化生產較危險，產物的形貌可控性差，反應周期長，用到的原料多等問題，申請人經過大量的文獻調研及不斷的實驗改進，特提出如下技術方案。

一種簡易快速制備高長徑比碲納米線的方法，包括以下步驟：