硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及的是一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术：

硫化亚锡是性能优良的p型半导体，在很多领域具有广泛的应用，可用作晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等。不同于诸如石墨烯等零隙半导体的是，硫化亚锡有带隙，且为间接带隙，并且其带隙和原子层数有重要的联系，层数越薄带隙越大。也不同于过度金属二维材料如二硫化钼，硫化亚锡从块体到单层都是间接带隙。但目前硫化亚锡和金纳米颗粒的复合物制备方法还鲜有报道。

金纳米颗粒的合成一般采用溶液化学还原的方法，如用乙二醇或是硼氢化钠等作为还原剂，但是该方法不能使得金纳米颗粒在衬底材料上有序组装。因此开发一种简单有效的方法原位生长金纳米颗粒/硫化亚锡复合物就显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用，工艺简单，获得的金纳米颗粒的粒径范围是几纳米到几十纳米，结晶性好。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

硫化亚锡/金纳米颗粒复合物，金纳米颗粒颗粒在硫化亚锡表面具有取向性排列，金纳米颗粒尺寸在15-25纳米。

硫化亚锡/金纳米颗粒复合物的制备方法，步骤如下：

（1）机械剥离硫化亚锡材料，产物厚度50-100nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用。

（2）滴加氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2-5min,氮气吹走多余的液体，置于烘箱中加热反应。

氯金酸水溶液的浓度为10%-26%，滴加量为1-3µl；反应温度为120-150℃、反应时间2-5min。

（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向组装。得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向组装，金纳米颗粒大约几十纳米，结晶性好，该复合物在光电探测领域应用广泛。

本发明的原理说明如下：au³⁺/au⁰的还原电势大约为5.5ev(相对于真空而言)，而硫化亚锡的导带小于5.5ev，因此电子会从硫化亚锡转移到au³⁺上，使得au³⁺原位还原成au⁰。

本发明具有以下优点：（1）得到的产物金纳米颗粒粒径为几纳米到几十纳米，结晶性好，稳定性高；（2）工艺简单，而且成本低廉，时间较短，环境友好；（3）该方法制备的硫化亚锡/金纳米颗粒复合物性能优越，在光电探测器件、生物传感等领域具有广泛重要的应用前景。

附图说明

图1为实施例1机械剥离的硫化亚锡样品的光学显微镜照片，从照片中可以看出该样品大小大约几个微米，厚度魏50-100nm。

图2为实施例1机械剥离的硫化亚锡样品的raman图，曲线中出现了硫化亚锡的主要拉曼峰，同时还说明机械剥离所得硫化亚锡的结晶性良好。

图3为实施例1制备得到的硫化亚锡/金纳米颗粒复合物的扫描电镜图，可知金纳米颗粒为几纳米到几十纳米，结晶性好，稳定性高，同时颗粒在硫化亚锡表面具有一定的取向排列。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图具体说明

本技术：
的技术方案。

硫化亚锡样品的剥离方法，参见文献（k.s.novoselov,etalscience,2004,306:666-669）。

实施例1

一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：

（1）机械剥离得到硫化亚锡，其厚度大约70nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；

（2）将氯金酸粉末溶解到水中，得到26%的氯金酸水溶液，滴加2µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为150℃、反应时间5min；

（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约15-25纳米，结晶性好。

实施例2

一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：

（1）机械剥离得到硫化亚锡材料，其厚度大约85nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；

（2）将氯金酸粉末溶解到水中，稀释得到13%的氯金酸水溶液，滴加3µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积3min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为120℃、反应时间5min；

（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约10-15纳米，结晶性好。

实施例3

一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：

（1）机械剥离得到硫化亚锡材料，其厚度大约100nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；

（2）将氯金酸粉末溶解到水中，稀释得到19%的氯金酸水溶液，滴加2µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积4min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为130℃、反应时间3min；

（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约8-12纳米，结晶性好。

实施例4实施例1所得复合物在光电探测领域应用案例

硫化亚锡自组装金纳米颗粒复合物可以应用于光电探测领域，将该复合物作为光电导型器件制作的材料，当光照波长和表面的金纳米颗粒耦合成表面等离子基元时，金纳米颗粒的表面电子会部分注入硫化亚锡表面，与硫化亚锡表面导电的空穴复合，抑制了光电流，因此，通过调控金纳米颗粒的大小调节和光耦合波长，就可以构建对光的波长探测器件。

技术特征：

技术总结
本发明公开了硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用，制备方法是：机械剥离硫化亚锡材料，产物厚度50‑100 nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；滴加氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2‑5 min,氮气吹走多余的液体，120‑150℃反应时间2‑5；反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向性组装，所得金纳米颗粒尺寸几十纳米，结晶性好，在光电探测器件、生物传感等领域具有广泛重要的应用前景。

技术研发人员：晏善成;宋海增;徐欣;王俊;吴建盛
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2017.08.10
技术公布日：2017.12.01