本發明專利技術提出一種非整數比硒化鈷納米片的制備方法，屬于納米材料制備技術領域。特征是將0.1455克六水合硝酸鈷和0.0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應釜，放入數顯控溫爐內，在180攝氏度反應24小時。所得樣品經三次離心洗滌后烘干得到產物。本發明專利技術無需使用有機模板和表面活性劑，一步合成，產率高，硒化鈷納米片的厚度薄；本方法制備過程簡單、節能，適合工業化生產，得到的硒化鈷納米片比表面積大，對有機染料吸附能力強。
Method for preparing non integer ratio graphene selenide cobalt selenide
The invention provides a preparation method of a non integer selenium selenide nanometer piece, belonging to the field of nanometer material preparation technology. Is 0.1455 grams 0.0866 grams of six hydrated cobalt nitrate and sodium selenite added to 25 ml with Teflon lined autoclave, then add 20 ml of ethylene glycol, stirring after 20 minutes, a sealed reaction kettle, into the digital temperature control furnace at 180 degrees Celsius for 24 hours reaction. The obtained sample is dried by three centrifugal washing and the product is obtained. The present invention without the use of organic templates and surfactants, one-step synthesis, high yield, selenium cobalt nano thin film; the method has simple preparation process, energy saving, suitable for industrial production, the selenium Co nanoplatelet large surface area, strong adsorption capacity for organic dyes.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于納米材料制備
，具體涉及采用溶劑熱法制備硒化鈷納米 片一一種新型非整數比硒化物納米材料的方法。
技術介紹
現有制備硒化鈷納米結構材料的方法包括微波法、氣相沉積法、水熱/溶劑熱法、 磁場誘導法、機械球磨法等。《日本化學會公報》(Bulletinof Chemical Society of Japan，1992 年，65 卷， 第3四-333頁)報道了用鈷片與硒蒸氣化合沉積得到了內層為Co3Se54外層為Cok2的雙層 膜。荷蘭愛思維爾《氫能源國際期刊》Qnternational Journal of Hydrogen Energy, 2010 年，35卷，第6392-6398頁)報道了微波輔助法合成了 Cok納米粒子，文章沒有給出電鏡 照片，根據謝夫公式(Scherrer equation)推測出樣品粒徑約為8納米，并研究了 Cok納 米粒子負載在多孔炭上的催化性質。荷蘭愛思維爾《材料研究公報》(Materials Research Bulletin, 2000年，35卷，24034408卷)采用水熱方法合成了斜方晶系CoSe2納米棒，棒 的長度可以隨溫度改變從70納米到1.5微米。荷蘭愛思維爾《固態快訊》(Solid State Communications，2004年，131卷，265-270頁)報道了以硒粉和鈷粉原子個數比按25 75 為原料，通過機械球磨法得到了六方相具有砷化鎳型結構(NiAs-type structure) CoSe合 金。德國《應用化學國際版》(Angewandte Chemie International Edition，2006 年，45 卷， 第1220-1223頁)報道了回流法結合外磁場誘導合成了空心結構的Cok2納米晶及隨后自 組裝形成的納米鏈。以上合成的是硒和鈷原子個數比為整數的各種硒化鈷，至于非整數比 硒化鈷，目前只有一篇論文報道，荷蘭愛思維爾《固態化學雜志》(Journal of Solid State Chemistry, 2000年，152卷，537-539頁)采用溶劑熱法，以金屬鈷和單質硒為前驅物，以乙 二胺為溶劑，140攝氏度合成得到了非整數比的硒化鈷，文章沒有給出形貌圖，研究內容單 薄。綜上所述，硒化鈷在合成和應用方面研究的還較少。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種石墨烯狀非整數比納米硒化鈷片的制備方法，無需使用 有機模板和表面活性劑，一步合成，產率高，硒化鈷納米片的厚度薄，其厚度不到10納米； 本方法制備過程簡單、節能，適合工業化生產，得到的硒化鈷納米片，比表面大，吸附有機污 染物能力強。本專利技術納米硒化鈷片的制備方法包括分別稱量一定量的鈷源前驅物、硒源前驅 物和量取一定體積的溶劑置于高壓反應釜內，加攪拌子攪拌20分鐘，充分溶解后，密閉反 應釜并置于160 180攝氏度烘箱內，反應M小時后，取出反應釜，自然冷卻，用乙醇和蒸 餾水各洗滌三次，得到樣品。所述的鈷源前驅物為六水合硝酸鈷。所述的硒源前驅物為亞硒酸鈉。所述的溶劑為乙二醇。所述的高壓反應釜為帶聚四氟乙烯內膽的不銹鋼自生壓力反應釜。本專利技術提供了一種乙二醇溶劑存在下，制備形貌可控的一步合成硒化鈷納米片的 方法，無需先行制備模板和使用任何表面活性劑，反應過程溫和，易于控制。本專利技術中制備的硒化鈷納米片為六方結構，呈黑色，帶隙為1.76電子伏特；樣品 在氮氣保護下熱穩定性表明，從室溫到600攝氏度，樣品經歷了兩次失重，總失重約70% ； 常溫磁測量表明，樣品具有鐵磁性。本專利技術中制備硒化鈷納米片是由硒源前驅物和鈷源前驅物在溶劑熱條件下先分 別被還原成硒單質和鈷單質，隨后發生化合反應而形成的。反應溫度、反應時間、反應物的 比例對產物都有一定的影響，140攝氏度以下，反應M小時，產物中含有較多的三方硒單 質，160和180攝氏度，產物為純的六方非整數比硒化鈷納米片，200攝氏度時，產物雖為純 的硒化鈷，但形貌呈顆粒狀；在180攝氏度反應12小時和48小時，樣品中均含有少量硒單 質，M小時是最佳時間，這三個溫度下，樣品的形貌變化不大；鈷源和硒源反應物物質的量 比例對樣品的形貌有一定的影響，0.85 1和1 1時均為片狀，2 1時樣品為絮狀物。本專利技術制備的硒化鈷納米片比表面為12. 6平方米每克，納米片表面介孔直徑約 6. 8納米，用樣品吸附水中的亞甲基藍染料具有很好的效果，如用50毫克硒化鈷樣品吸附 100毫升5毫克每升的亞甲基藍水溶液，只需12分鐘，通過紫外可見分光光度計測量，吸附 率超過90%。本專利技術制備的硒化鈷納米片由于具有窄帶隙，可用于光記錄材料、太陽能電池、激 光材料和光電化學材料；由于產物具有較高的吸附活性，該產品還可用作吸附劑，吸附污水 中的有機染料；由于產物顆粒小，厚度薄，具有較大的比表面積，可用作催化劑載體。附圖說明圖1為實施例1中以乙二醇為溶劑200攝氏度溶劑熱反應制備得到的硒化鈷納米 片電子掃描電鏡圖(SEM)；圖2為實施例1中在140攝氏度反應M小時后，溶劑熱反應制備得到的硒化鈷納 米片X射線粉末衍射圖；圖3為實施例1中在六水合硝酸鈷和亞硒酸鈉物質的量之比為2 1時溶劑熱反 應制備得到的硒化鈷納米結構的SEM圖；圖4、圖5為實施例2中以乙二醇為溶劑制備得到的硒化鈷納米片電子掃描電鏡圖 (SEM)；圖6為實施例2中制備得到的硒化鈷納米片的X射線衍射圖；圖7、圖8為實施例2中制備得到的硒化鈷納米片的吸附有機染料亞甲基藍濃度時 間曲線圖。圖9為實施例2中制備得到的硒化鈷納米片的比表面測試圖。 具體實施例方式以下結合實施例對本專利技術做具體的說明。實施例1 不同條件下制備硒化鈷納米片這一步是制備產物硒化鈷納米片的條件摸索階段。(1)將0. 1455克六水合硝酸鈷 和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜中，隨后加入20毫升 乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應釜，放入數顯控溫爐內，分別在140、160、180、200攝氏度 反應M小時。(2)將0. 1455克六水合硝酸鈷和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四 氟乙烯內襯的高壓反應釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應釜，放入數 顯控溫爐內，在180攝氏度分別反應12、24、48小時。(3)分別將0. 1268克六水合硝酸鈷 和0. 0866克亞硒酸鈉、0. 1455克六水合硝酸鈷和0. 0866克亞硒酸鈉將0. 2910克六水合硝 酸鈷和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜中，隨后加入20 毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應釜，放入數顯控溫爐內，分別在180攝氏度反應M小 時。所得產物用蒸餾水和乙醇經幾次離心洗滌后烘干，用于表征和測試。采用日本日立掃描顯微鏡S4800 (SEM)對不同反應溫度和不同反應物配比下得到 的樣品進行了形貌表征、采用飛利浦X'Pert PRO SUPER X射線衍射儀(XRD)對不同反應時 間樣品物相進行了表征。圖1為實施例1中在200攝氏度溶劑熱反應制備得到的硒化鈷的SEM圖，主要為 顆粒，大小不均勻，有團聚；圖2為實施例1中在140攝氏度反應M小時后，溶劑熱反應制備得到的硒化鈷納 米片X射線粉末衍射圖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非整數比硒化鈷納米片的制備方法，包括：分別稱量一定量的鈷源前驅物和硒源前驅物，量取一定體積的溶劑置于高壓反應釜內，加攪拌子攪拌２０分鐘，充分溶解后，密閉反應釜并置于１６０～１８０攝氏度烘箱內，反應２４小時后，取出反應釜，自然冷卻，用乙醇和蒸餾水各洗滌三次，得到樣品。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋吉明，趙京鳳，劉程成，張勝義，牛和林，毛昌杰，沈玉華，
申請(專利權)人：安徽大學，
類型：發明
國別省市：34
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