納米硫硒化鎘材料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及納米硫硒化鎘材料的制備方法，包括有以下步驟：1）稱取鎘源晶體粉末和穩(wěn)定劑C，加去離子水，2攪拌溶解后加穩(wěn)定劑B，調(diào)節(jié)pH，即可得到鎘前驅(qū)體溶液；2)將配好的鎘前驅(qū)體溶液加熱，逐漸滴加硒前驅(qū)體溶液或/和硫前驅(qū)體溶液，然后逐漸升溫，保溫，即可得到納米硫硒化鎘溶液，將其離心，即可得到納米硫硒化鎘粉體。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：制備條件為常壓，反應(yīng)溫度容易達(dá)到，反應(yīng)時(shí)間短，整個(gè)制備過程安全穩(wěn)定，便于掌握控制，容易實(shí)施，原材料成本低廉、無毒無害，得到的產(chǎn)品粒徑均勻、顆粒較小（2-6nm）、結(jié)晶性良好，有良好的水溶性和生物相溶性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及納米材料的制備，具體的是涉及一種。
技術(shù)介紹
CdSed. 74eV)的直接躍遷帶隙較窄，具有優(yōu)異的光電導(dǎo)性能，而其量子點(diǎn)以其優(yōu)良的熒光性能吸引了越來越多人的關(guān)注的目光。它的熒光強(qiáng)度高，光致退色時(shí)間長(zhǎng)，很適于用來進(jìn)行生物熒光標(biāo)識(shí)，被廣泛的應(yīng)用于光學(xué)材料、太陽能材料和傳感器。CdS是一種典型的光電半導(dǎo)體材料。摻雜元素的引入是對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光特性進(jìn)行調(diào)控的一個(gè)重要手段，因此基于CdS納米晶摻雜體系的研究倍受關(guān)注。一般來說，采用具有相似晶格參數(shù)的無機(jī)半導(dǎo)體材料對(duì)納米晶進(jìn)行包覆可以有 效減少其表面缺陷，從而提高其熒光量子產(chǎn)率，增強(qiáng)發(fā)光穩(wěn)定性.近年來，在以寬帶隙半導(dǎo)體包覆窄帶隙半導(dǎo)體CdSe / ZnSe、CdSe / ZnS, CdSe / CdS和CdTe / CdS等核 殼結(jié)構(gòu)納米晶體系的研究中，均已證實(shí)了通過選擇合適的修飾層能明顯提高納米晶發(fā)光效率并增強(qiáng)其發(fā)光穩(wěn)定性。中國(guó)專利技術(shù)專利CN200410011299. 7公開了一種合成硒化鎘和硒化鎘硫化鎘核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的方法，它是采用氧化鎘、碳酸鎘、烷基羧酸、油酸、硒脲、硫脲為原料，在油酸或三正辛基氧化膦或十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺的包覆下，烷基羧酸鎘或油酸鎘的甲苯溶液與硒脲或硫脲的水溶液在界面反應(yīng)形成半導(dǎo)體納米微粒。中國(guó)專利技術(shù)專利CN201010227776. 9公開了一種合成納米硒化鎘量子點(diǎn)的方法，其具體實(shí)施方法為將甲苯加入到帶有惰性氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)器中，然后依次加入乙酸鎘、氧化三辛基磷和十六烷基胺，通入氬氣，攪拌，加熱，加熱溫度為270 280°C ;將反應(yīng)器中的液體迅速倒入常溫下的容器中，自然冷卻至30 40°C時(shí)加入甲醇，然后離心分離，過濾，得到濾餅；得到的濾餅用乙醇進(jìn)行洗滌數(shù)次，然后除去溶劑，得到硒化鎘納米顆粒。同時(shí)，中國(guó)專利技術(shù)專利CN201010506104. I提供了一種納米硫化鎘顆粒的制備方法，它是通過帶有二價(jià)鎘離子的無機(jī)鹽和硫脲為起始反應(yīng)物，油酸鈉或亞油酸鈉為表面活性劑，甲醇、乙醇、乙二醇為反應(yīng)介質(zhì)，將起始反應(yīng)物、表面活性劑、反應(yīng)介質(zhì)混合，控制反應(yīng)溫度在60-80°C范圍內(nèi)，在電磁攪拌條件下，恒定溫度反應(yīng)時(shí)間1-5小時(shí)，將反應(yīng)得到的初產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，用丙酮和去離子水洗滌沉淀物2-3次，然后在40°C條件將沉淀物真空烘干12小時(shí)，得到硫化鎘半導(dǎo)體納米粒子。總結(jié)上述制備方法，我們不難發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)制備工藝，整個(gè)體系較為復(fù)雜，制備過程繁瑣，條件苛刻難于把握，消耗能源較多，成本高，實(shí)驗(yàn)過程毒性較大、有一定危害，大多只能實(shí)現(xiàn)單一體系的制備，無法相信兩種納米顆粒的復(fù)合、可調(diào)節(jié)制備，且制備出的納米CdSexSg (0 ^ I)尺寸較大，不能實(shí)現(xiàn)CdSe和CdS之間很好的復(fù)合與轉(zhuǎn)變，沒有水溶性和生物相溶性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物濃度和反應(yīng)物之間的比例，即可獲得粒度均勻，形狀確定的具有水溶性和生物相溶性納米硫硒化鎘材料。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，包括有以下步驟 1)稱取0.01-0. 2g鎘源晶體粉末和0. 1-2. Og穩(wěn)定劑C，加去離子水，20-80°C下攪拌溶解后加0. OOl-IOml穩(wěn)定劑B，調(diào)節(jié)pH為9-11，即可得到鎘前驅(qū)體溶液； 2)將配好的鎘前驅(qū)體溶液加熱到60-120°C后，逐漸滴加硒前驅(qū)體溶液或/和硫前驅(qū)體溶液，然后逐漸升溫至150-300°C，保溫I到60分鐘，即可得到納米硫硒化鎘溶液，將其離心，即可得到納米硫硒化鎘粉體。按上述方案，所述的硒前驅(qū)體溶液的制備方法是1)稱取亞硒酸鹽0. 0001_2g，加去離子水溶解，再加10-50ml穩(wěn)定劑A攪拌溶解得到亞硒酸鹽溶液；稱取還原劑0. 0001-5g加水溶解得到還原溶液；2)將所得的亞硒酸鹽溶液加熱到40-90°C后，加入還原溶液和Iml 穩(wěn)定劑B，加熱至160°C，其間溶液逐漸由無色變?yōu)闇\黃、橙黃、淺紅、深紅色懸濁液，繼續(xù)加熱當(dāng)溫度升到180-300°C時(shí)溶液變?yōu)闊o色，后冷卻至室溫，溶液中出現(xiàn)黑色的懸浮物，再向溶液中加水稀釋后，加熱到180-300°C，溶液變?yōu)闊o色時(shí)冷卻到室溫，即可得到硒前驅(qū)體溶液。按上述方案，所述的硫前驅(qū)體溶液的制備方法是稱取0. 0001-0. 2g硫源晶體粉末，加入去離子水溶解后，加入10-30ml穩(wěn)定劑A、0. OOl-IOml穩(wěn)定劑B攪拌均勻，即可得到硫前驅(qū)體溶液。按上述方案，所述的亞硒酸鹽為亞硒酸鈉。亞硒酸鈉有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和低毒性,并且成本較低。按上述方案，所述的還原劑為葡萄糖。按上述方案，所述的鎘源晶體粉末為2. 5水二氯化鎘晶體粉末或醋酸鎘粉末。有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，成本較低。按上述方案，所述的硫源晶體粉末為硫化鈉。硫化鈉有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和低毒性,并且成本較低。按上述方案，所述的穩(wěn)定劑A為甘油、穩(wěn)定劑B為MPA、穩(wěn)定劑C為聚乙二醇。穩(wěn)定劑在水溶液環(huán)境下形成穩(wěn)定的高分子支架，使納米CdSexSg在上面附著生長(zhǎng)，避免了顆粒的聚結(jié)生長(zhǎng)，從而可以得到粒度均勻，粒徑為2-6nm，結(jié)晶性良好的CdSexSg晶體，且甘油無毒無害、成本低廉。按上述方案，所述的調(diào)節(jié)pH所用試劑為氫氧化鈉溶液。氫氧化鈉溶液造價(jià)低廉，容易得到。本專利技術(shù)在反應(yīng)中，首先葡萄糖將亞硒酸鹽中的硒元素還原為單質(zhì)的納米硒，而后該單質(zhì)的納米硒與MPA反應(yīng)，生成無色的Se2_離子，硫化鈉和MPA中的硫元素則以￥_離子的形式存在，Se2-離子和S2_離子與醋酸鎘或氯化鎘中的Cd2+離子反應(yīng)，生成納米級(jí)的CdSexS1^0與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于制備條件為常壓，反應(yīng)溫度容易達(dá)到，反應(yīng)時(shí)間短，整個(gè)制備過程安全穩(wěn)定，便于掌握控制，容易實(shí)施，原材料成本低廉、無毒無害，得到的產(chǎn)品粒徑均勻、顆粒較小(2-6nm)、結(jié)晶性良好，有良好的水溶性和生物相溶性，通過實(shí)驗(yàn)過程的微調(diào)，即可獲得不同硫硒比例的納米CdSexSg (0彡X彡I)晶體，為其在半導(dǎo)體光電領(lǐng)域、醫(yī)藥生物領(lǐng)域的研究應(yīng)用提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。附圖說明圖I為制備出的納米CdSexSg晶體粉末的XRD圖譜； 圖2為制備出的納米CdSexSn溶液的UV圖譜； 圖3為制備出的納米CdSexSn溶液的PL圖譜； 圖4為制備出的納米CdSexSn晶體粉末的TEM和HRTEM圖譜。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本專利技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式并不局限 于此。實(shí)施例I 稱取亞硒酸鈉0. 0154g,加去離子水2ml溶解，再加甘油20ml攪拌溶解得到亞硒酸鹽溶液；稱取葡萄糖I. 0078g加水2ml溶解； 將所得的亞硒酸鈉溶液加熱到80°C后，加入葡萄糖液和Iml穩(wěn)定劑MPA，加熱至160°C，其間溶液逐漸由無色變?yōu)闇\黃、橙黃、淺紅、深紅色懸濁液，當(dāng)溫度升到220°C時(shí)溶液變?yōu)闊o色，后冷卻至室溫，溶液中出現(xiàn)黑色的懸浮物，再加水IOml溶解稀釋后加熱到260°C，溶液變?yōu)闊o色時(shí)冷卻到室溫，即可得到硒前驅(qū)體溶液； 稱取CdCl2 X 2. 5H20 0. 0211g，聚乙二醇0. 2166g，加去離子水15ml，60°C下攪拌溶解后加MPA 0. lml，再加氫氧化鈉溶液(lmol/L) 10ml，調(diào)節(jié)pH為11，得到鎘前驅(qū)體溶液； 將本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.納米硫硒化鎘材料的制備方法，包括有以下步驟 1)稱取0.01-0. 2g鎘源晶體粉末和0. 1-2. Og穩(wěn)定劑C，加去離子水，20-80°C下攪拌溶解后加0. OOl-IOml穩(wěn)定劑B，調(diào)節(jié)pH為9-11，即可得到鎘前驅(qū)體溶液； 2)將配好的鎘前驅(qū)體溶液加熱到60-120°C后，逐漸滴加硒前驅(qū)體溶液或/和硫前驅(qū)體溶液，然后逐漸升溫至150-300°C，保溫I到60分鐘，即可得到納米硫硒化鎘溶液，將其離心，即可得到納米硫硒化鎘粉體。2.按權(quán)利要求I所述的納米硫硒化鎘材料的制備方法，其特征在于所述的硒前驅(qū)體溶液的制備方法是1)稱取亞硒酸鹽0. 0001-2g，加去離子水溶解，再加10-50ml穩(wěn)定劑A攪拌溶解得到亞硒酸鹽溶液；稱取還原劑0. 0001-5g加水溶解得到還原溶液；2)將所得的亞硒酸鹽溶液加熱到40-90°C后，加入還原溶液和Iml穩(wěn)定劑B，加熱至160°C，其間溶液逐漸由無色變?yōu)闇\黃、橙黃、淺紅、深紅色懸濁液，繼續(xù)加熱當(dāng)溫度升到180-300°C時(shí)溶液變?yōu)闊o色，后冷卻至室溫，溶液中出現(xiàn)黑色的懸浮物，再向...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚國(guó)龍，姜灃芮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：