[發明專利]一種多級球狀二硒化鎳的制備方法

有效

• 申請號: 201811093834.6
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN108840313B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 楊加芹;許麗榮;孫志瑩;時新新;張靜;顏世娜
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明涉及一種多級球狀二硒化鎳的制備方法，具體步驟為：將氯化鎳的水溶液與二乙醇胺的混合溶液轉移至高壓反應釜中，在140～180℃進行加熱反應6～16h，將生成的產物離心洗滌、真空干燥，制得花狀氫氧化鎳前驅體；然后將前驅體超聲分散至水溶液中，加入硒粉和水合肼的混合溶液，轉移至高壓反應釜中80～140℃反應12～24h，離心洗滌、真空干燥，即可制得多級球狀二硒化鎳。本發明所述二硒化鎳的制備工藝簡單、反應條件容易控制、重復性好、無需模板劑及表面活性劑等，所得產物形貌具有較好的均一性。

技術領域

本發明涉及一種球狀二硒化鎳的制備方法，具體是通過兩步溶劑熱法制備二硒化鎳的方法。

背景技術

硒化物材料是一類重要的半導體材料，在光學、電學、熱學和磁學等方面展現出優異的性能，因此被廣泛的應用于傳感材料、催化劑、磁性材料以及儲能材料等領域。由于鎳的價電子構型(3d84s2)以及鎳和硒的電負性差別較小，鎳和硒可以形成各種不同化學計量比，從而鎳呈現出多種氧化狀態(Ni_0.85Se、NiSe、NiSe₂和Ni₃Se₂)。其中，NiSe₂具有T和H兩種結構：在H結構中展現非磁性金屬的性質，同樣的化合物在T結構中屬于窄的和間接帶隙半導體。所以，NiSe₂在鋰離子電池、鈉離子電池、電催化劑和染料敏化太陽能電池等領域展現出較大的應用前景。

另外，材料的結構、尺寸與其物理化學性質具有密切的聯系，多級結構兼具納米材料的高活性位點和微米材料的結構穩定性兩方面的優勢，可以很大程度上促進材料在各個領域的應用。因此，利用簡單方法開發一種新型的二硒化鎳材料，且深入研究其在各個領域的應用具有十分重要的應用，將有利于充分發揮這一材料的最大潛能。

發明內容

本發明目的是提供一種兩步溶劑熱法制備多級球狀二硒化鎳的方法。本發明利用花狀氫氧化鎳為前驅體，以硒粉為硒源，通過溶劑熱法制得多級球狀二硒化鎳。該方法原料來源廣泛、制備工藝簡單、反應條件易于控制和重復性好。

本發明提供的兩步溶劑熱法制備二硒化鎳的方法是以可溶性鎳鹽為鎳源，硒粉為硒源，具體步驟為：

1)將可溶性鎳鹽溶于水和二乙醇胺溶劑的混合溶液中，攪拌均勻，將混合溶液轉移至高壓反應釜中，恒溫反應一段時間，將所得產物離心洗滌和真空干燥，制得花狀氫氧化鎳前驅體。

2)將氫氧化鎳前驅體超聲分散至水溶液中，加入硒粉和水合肼的混合溶液，攪拌均勻，將混合溶液轉移至高壓反應釜中，恒溫反應一段時間，將所得產物離心洗滌和真空干燥，即可制得多級球狀二硒化鎳。

所述鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳，Ni²⁺的濃度為0.05～0.1mol/L。

水與二乙醇胺溶液的體積比為1:1～1:5

所述加熱恒溫反應溫度為140～180℃，反應時間為6～16h。

所述的第二步溶劑熱反應(硒化反應)溫度為80～140℃，反應時間為12～24h。

所述的前驅體氫氧化鎳和硒粉的摩爾比為1:3～1:5，水合肼的體積為6mL～16mL。

所述洗滌方法用去離子水和無水乙醇各洗滌三次，0.05～0.1MPa下真空干燥12～24h。

本發明基于兩步溶劑熱法制得由納米顆粒堆積而成的球形二硒化鎳材料。該發明中制備工藝簡單、對設備要求低、無需模板劑，所得產物純度較高、分散性好、重復性好，產物形貌具有較高的均一性。

附圖說明

圖1為實施例1所生成的氫氧化鎳前驅體的X射線衍射(XRD)圖。

圖2為實施例1所生成的氫氧化鎳前驅體的掃描電鏡(SEM)照片。