一种片状硒化铜及其制备方法与流程

本发明涉及一种片状硒化铜及其制备方法，属于材料制备
技术领域：
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背景技术：
：硒化铜作为一种重要的半导体材料，被广泛地应用于电子标签天线、太阳能电池、柔性显示、电磁屏蔽薄膜和光电探测器等领域。此外硒化铜作为一种重要的P型半导体材料，表现出较好的导电性，更是引起众多科研工作者浓厚的兴趣。目前硒化铜材料的制备主要有化学沉积法、溶胶凝胶法、固态源后硒化法、界面生长法和微波辐射法等，这些方法存在需要较长的反应时间、较高的温度、压力以及特殊的反应装置等缺点。现有制备的硒化铜材料技术中，如专利CN104016313A，该专利在制备硒化铜纳米片的过程中，需要用强碱严格调节溶液PH值，不适合大规模生产硒化铜材料。因此，寻找反应条件温和、易于操作、适用范围广、成本低的制备硒化铜材料的新方法尤为重要。技术实现要素：本发明的目的是提供一种片状硒化铜及其制备方法，该方法制备出的片状硒化铜尺寸可控并且导电性好，反应过程中无需调节溶液的PH值，反应条件温和，工艺简单、成本低廉且适合大规模生产。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：一种片状硒化铜的制备方法，包括如下步骤：（1）将铜盐、二氧化硒、九水合硝酸铝与还原剂混合，形成溶液，以摩尔比计，铜盐:二氧化硒:九水合硝酸铝=1:1:(0.4~1)；（2）将所述溶液充分搅拌均匀后，置于反应釜中，在180℃~240℃温度下水热反应6h～12h；（3）水热反应完成后，分离富集得到固体产物，用吡啶进行洗涤；（4）将洗涤后的固体产物干燥即得到片状硒化铜。上述方法中，优选的，所述步骤（3）中得到的固体产物用吡啶洗涤前和/或后用极性溶剂和/或非极性溶剂进行洗涤。上述方法中，优选的，所述步骤（3）中得到的固体产物可依次用极性溶剂、吡啶、非极性溶剂洗涤。上述方法中，优选的，所述极性溶剂包括去离子水、甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮。上述方法中，优选的，所述非极性溶剂包括：氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷。上述方法中，优选的，所述步骤（3）中得到的固体产物可依次用乙醇、吡啶、氯仿洗涤。上述制备方法中，优选的，所述铜盐为氯化铜、醋酸铜或硝酸铜中的一种。上述制备方法中，优选的，所述还原剂为苯甲醇。通过上述任一项技术方案的制备方法得到的片状硒化铜的片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm。本发明的突出效果为：以铜盐、二氧化硒和九水合硝酸铝为反应物，所述反应物以摩尔比计，铜盐：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:（0.4~1），以苯甲醇为还原剂，调整反应温度，经水热反应后，洗涤干燥得到片状硒化铜，所述洗涤步骤包括用吡啶对产物进行洗涤。通过本发明提供的硒化铜制备方法制备出的片状硒化铜尺寸可控、导电性好，解决了反应过程中无需调节溶液的PH值，并且工艺复杂等问题，与现有方法相比设备要求低，反应条件温和，工艺简单，成本低廉，易于规模化生产。附图说明图1为本发明片状硒化铜制备工艺流程图；图2是片状硒化铜的X射线衍射分析图（XRD）；图3为本发明实施例1制备的片状硒化铜的SEM图；图4为本发明实施例3制备的片状硒化铜的SEM图；图5为本发明对比例1制备的片状硒化铜的SEM图；图6为本发明对比例2制备的片状硒化铜的SEM图。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1本实施例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和7.5mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0.4），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，用吡啶对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。所得片状硒化铜片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm。实施例2本实施例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和7.5mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0.4），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，依次用乙醇、吡啶和氯仿对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。所得片状硒化铜片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm。实施例3本实施例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和18.7mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:1），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为240℃，反应时间为12h。水热反应结束后，依次用乙醇、吡啶和氯仿对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。所得片状硒化铜片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm。与实施例1相比，片状硒化铜片径和片厚尺寸更加均匀。实施例4本实施例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和7.5mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0.4），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，依次用去离子水、吡啶、二氯甲烷对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。所得片状硒化铜片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm。对比例1本对比例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜和22mg的二氧化硒（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，依次用乙醇、吡啶和氯仿对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。对比例2本对比例提供一种片状硒化铜，所述片状硒化铜是通过下列方法得到的：将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和7.5mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0.4），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，依次用乙醇和氯仿对产物进行洗涤，室温干燥获得片状硒化铜。所得硒化铜片径为1μm~20μm，片厚20nm~200nm，与实施例1相比，洗涤的过程缺少了吡啶对产物进行洗涤，薄膜方块电阻明显变大。将片状硒化铜分散于氯仿中，然后采用滴涂成膜工艺制备薄膜：本发明实施例产品和对比例产品的导电性能进行了比较：样品实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2薄膜方块电阻（Ω/□）1561013>104>104由上可见，以铜盐、二氧化硒和九水合硝酸铝为反应物，以苯甲醇为还原剂，调整反应温度，经水热反应后，洗涤干燥得到片状硒化铜，所述洗涤步骤包括用吡啶对产物进行洗涤。通过本发明提供的硒化铜制备方法制备出的片状硒化铜尺寸可控、导电性好，解决了反应过程中无需调节溶液的PH值，并且工艺复杂等问题，与现有方法相比设备要求低，反应条件温和，工艺简单，成本低廉，易于规模化生产。当前第1页1 2 3