[發明專利]一種β型活性硫化鋅及其制備方法

有效

• 申請號: 202210182378.2
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114455626B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 林澤鵬;林華雄;林俊
• 申請（專利權）人: 廣東鑫達新材料科技有限公司
• 主分類號: C01G9/08
• 分類號: C01G9/08
• 代理公司: 河源市華標知識產權代理事務所(普通合伙) 44670
• 代理人: 馬晶

本發明提出了一種β型活性硫化鋅及其制備方法，屬于硫化鋅制備技術領域，向含有致孔劑、表面活性劑、Zn鹽、絡合劑、硫源、水溶性引發劑的水相中加入含有苯乙烯單體的油相，混合乳化，引入金屬元素，反應制得的微球經四氫呋喃溶解聚苯乙烯后，煅燒，酸洗，并活化得到β型活性硫化鋅。與傳統合成ZnS的方法相比，該方法步驟減少，合成條件溫和，方法簡便易行，合成材料的形貌控制穩定，所得產物可應用于電催化、紅外熒光、半導體、高分子材料、新能源材料等領域，制得的硫化鋅微球為β型，具有極好的光電性能，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及硫化鋅制備技術領域，具體涉及一種β型活性硫化鋅及其制備方法。

背景技術

硫化鋅是Ⅱ-Ⅳ族硫化物半導體材料，是具有直接寬帶系的半導體材料，在 300K時，其禁帶寬度Eg＝3.647eV，相應的紫外吸收帶邊為340.6nm。在Brus公式中，其有效質量μ＝0.176me，介電常數ε＝8.3。其電致發光和光致發光效率很高，是目前多熒光色粉的重要基質材料。由于硫化鋅具有的非線性光學性質、發光性質、量子尺寸效應及其它重要的物理化學性質，其應用范圍十分廣泛，如各種發光裝置、激光與紅外探測器件、紅外窗口與非線性光學材料、陶瓷及熱塑塑料等領域。現有生產技術中，硫化鋅的生產通常采用提純閃鋅礦或硫化氫與鋅鹽溶液反應，此類生產工藝復雜，反應不充分，提純、分離不完全導致硫化鋅顆粒粗大，粒徑不均一，在實際應用中，其活性低、分散性差易團聚。同時，硫化氫有劇毒，對于生產存在巨大安全隱患，對于環境危害也十分嚴重。

中國專利CN107857292A公開了一種硫化鋅的制備生產線，以硫酸鋅和硫化氫氣體為反應原料制備硫化鋅。該硫化鋅制備方法在反應原料中使用了有毒的硫化氫氣體，對環境造成較大危害。

中國專利CN102531040A的中國專利中提出了制備多光譜ZnS的工藝方法，該工藝方法使用熱等靜壓爐對原生CVD ZnS進行處理，獲得了具有全譜段透過ZnS材料。該材料雖然具有良好的光學性能，卻損失了CVD ZnS材料所具備的良好機械性能，硬度156kg/mm²，抗彎強度60MPa，無法滿足高速飛行武器制導系統對光學窗口的強度使用要求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種β型活性硫化鋅及其制備方法，與傳統合成ZnS 的方法相比，該方法步驟減少，合成條件溫和，方法簡便易行，合成材料的形貌控制穩定，所得產物可應用于高分子樹脂加工、光伏器件、光催化劑、氣敏傳感器等領域，制得的硫化鋅微球為β型，具有極好的光電性能，具有廣闊的應用前景。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種β型活性硫化鋅的制備方法，向含有致孔劑、表面活性劑、 Zn鹽、絡合劑、硫源、水溶性引發劑的水相中加入含有苯乙烯單體的油相，混合乳化，引入金屬元素，反應制得的微球經四氫呋喃溶解聚苯乙烯后，煅燒，酸洗，并活化得到β型活性硫化鋅。

作為本發明的進一步改進，包括以下步驟：

S1.將苯乙烯單體溶于有機溶劑中，得到油相；

S2.將致孔劑、表面活性劑、Zn鹽、絡合劑、硫源、水溶性引發劑溶于水中，得到水相；

S3.將油相加入水相中混合，乳化，調節pH值，引入金屬元素，加熱攪拌反應，離心，洗滌，得到多孔ZnS/Ps納米微球；

S4.將步驟S3制得的多孔ZnS/Ps納米微球加入四氫呋喃溶劑中反應，離心，洗滌，煅燒，得到多孔β型ZnS納米微球；

S5.用酸洗劑洗滌多孔β型ZnS納米微球，洗滌后用水漂洗至中性，使用活化劑活化改性，得到β型活性硫化鋅。

作為本發明的進一步改進，步驟S1中所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙酸甲酯、氯仿、四氯化碳中的至少一種；所述苯乙烯單體在油相中的含量為15-20wt％。