专利名称：多孔硒化镍纳米空心球的制备方法
技术领域：
本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及利用水热法制备出形貌均一的多孔纳米空心球的合成方法，特别涉及一种多孔硒化镍纳米空心球的制备方法。
背景技术：
硒化物半导体材料的带隙一般在O. 3到3. O eV之间，是一种重要的直接带隙型半导体材料，具有优良的半导体性质，在半导体发光器件、光电器件、热电装置等方面都有着非常广阔的应用前景。对于它们的制备方法以及光、电、磁等性质的研究，己成为目前人们关注的焦点。因而，近些年来，人们对硒化物半导体纳米材料的制备方法、性能以及应用进行了大量的研究，并取得了一定的成就。中国专利CN100526216C公开了一种六角形二硒化镍纳米星的制备方法，该发明以油酸为表面活性剂，以硒粉为硒源，以有机溶剂为反应介质，采用化学溶液法制备具有规则的六角形状的二硒化镍纳米星。首先将镍盐、硒源及表面 活性剂混合于有机溶剂中，制备反应液，然后将配制好的反应液进行溶剂热处理，控制温度及反应时间，即可得到形貌规则的六角形二硒化镍纳米星。但该方法使用有机溶剂参与反应，对环境有一定影响，且合成的是二硒化镍纳米材料。硒化镍是一种重要的IV-VI族半导体，作为一种含量丰富、环境友好且化学稳定的半导体材料，硒化镍本身又是一种磁性材料，是一种很有潜在应用价值的未来存储材料。所以，寻找工艺简单、低成本的多形貌的硒化镍纳米材料的制备方法是十分必要的，在此基础上研究硒化镍材料的磁学性质，为其成为未来新颖的存储材料提供科学依据和技术支撑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、合成温度较低的多孔硒化镍纳米空心球的制备方法。多孔硒化镍纳米空心球的制备方法，是将二氧化硒和硝酸镍置于氨水的碱性水溶液中，在水合肼的还原作用下，经水热法制备而成。一种多孔硒化镍纳米空心球的制备方法，是按照下述步骤进行
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水快速混合并搅拌，得到透明的澄清液，其中所述的各物质施加比例为二氧化硒硝酸镍去离子水为f2mmol Γ2 mmol: 16^20mL ；
步骤B、加入8 12mL浓氨水，搅拌使其混合均匀，其中所述的浓氨水浓度为25% 28% ； 步骤C、再加入8 12mL水合肼，搅拌并使其混合均匀，其中所述的水合肼的浓度为
85% ；
步骤D、将上述混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在14(T18(TC温度下恒温2h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在6(T80°C真空干燥6 121!，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。本发明采用低温下液相法经水热反应制备出形貌相对均一的多孔硒化镍纳米空心球。本发明中硒化镍(NiSe)结构由X-射线衍射仪确定，X-射线衍射图中没有其它物质的峰存在，该图谱表明，由水热法所制备的硒化镍(NiSe)为纯的硒化镍(NiSe)。场发射扫描电镜(SEM)测试表明，在室温下，由水热法所制备的硒化镍(NiSe)是由颗粒大小约为3(T50nm，自组装而成的30(T400nm的纳米球；透射电子显微镜(TEM)显示出所制备的硒化镍纳米球是空心的；氮气吸附-脱附(BET)试验中的孔径分布图表明其纳米球的表面呈现出多孔的结构。本发明中硒化镍(NiSe)多孔纳米空心球的磁学性能测试采用振动样品磁强计(VSM)，在室温下，场强从_5K0e到5K0e。
木发明中由液相法与自组装技术相结合技术制备的硒化镍(NiSe)多孔纳米空心球，在成功合成的基础上进行磁学性质的研究，发现其在室温下的矫顽力是1800e，饱和磁化强度是O. 142emu/g ;在磁性上也是具有较大的矫顽力，是一种很有发展潜力的新型磁性和储存材料。有益效果
采用简单的液相反应与自组装技术相结合制备的硒化镍(NiSe)，形貌为多孔纳米空心结构，该材料具有化学稳定性较好等优点。本发明工艺简单，重现性好，且所用镍源、硒源均为无机化合物，价廉易得，成本低，符合环境友好要求，由于本方法不需要陈化、煅烧之类的前处理，合成温度较低，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。
图I多孔硒化镍纳米空心球的X射线衍射分析图(XRD)。图2多孔硒化镍纳米空心球的扫描电镜图(SEM)。图3多孔硒化镍纳米空心球的透射电镜图(TEM)。图4多孔硒化镍纳米空心球的吸附-脱附图谱(插入的为孔径分布图)。图5多孔硒化镍纳米空心球在室温下的磁滞回线。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。实施例I
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为lmmol lmmol: ISmL比例快速混合并搅拌，得到透明的澄清液；
步骤B、加入IOmL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入12mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在180°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在80°C真空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。硒化镍(NiSe)的多孔纳米空心球的XRD图谱见附图1，产物形貌分析见附图2 附图4，室温下的磁滞回线见附图5。附图I中各衍射峰的位置和相对强度均与JCPDS (粉末衍射标准联合委员会)卡片(02-0892)相吻合，且XRD图谱中没有其它衍射杂峰，说明本发明提出的由液相_自组装法在水热条件下制备出的硒化镍(NiSe)的物相是纯的。在附图2中，场发射扫描电镜(SEM)测试表明，在室温下，由水热法所制备的硒化镍(NiSe)是由颗粒大小约为30 50nm,自组装成的300 400nm的纳米球。在附图3中，透射电子显微镜(TEM)显示出所制备的硒化镍纳米球是空心的。 在附图4中，氮气吸附-脱附(BET)试验中的孔径分布图表明其纳米球的表面呈现出多孔的结构，而且孔道的直径多为3. 8nm。在附图5中，可以发现硒化镍(NiSe)在室温下的矫顽力是1800e，饱和磁化强度是O. 142emu/g ;在磁性上也是具有较大的矫顽力，是一种很有发展潜力的新型磁性和储存材料。实施例2
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为lmmol lmmol: 20mL比例快速混合并搅拌，得到透明的澄清液；
步骤B、加入8mL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入12mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在140°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在60°C真空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。实施例3
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为lmmol 2mmol: 20mL比例快速混合并搅拌，得到透明的澄清液；
步骤B、加入IOmL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入IOmL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在180°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在80°C真空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。实施例4多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍、和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为2mmol lmmol: 16mL比例快速混合并搅拌,得到透明的澄清液；
步骤B、加入12mL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入12mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在140°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次； 步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在60°C真空干燥6h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。实施例5
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为2mmol :1. 5mmol: 16mL比例快速混合并搅拌,得到透明的澄清液；
步骤B、加入12mL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入12mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在180°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在80°C真空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。实施例6
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为lmmol :1. 5mmol: 18mL比例快速混合并搅拌,得到透明的澄清液；
步骤B、加入IOmL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入12mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在180°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在70°C真空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。实施例7
多孔硒化镍纳米空心球的制备，包括如下步骤
步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水按照二氧化硒硝酸镍去离子水的比为lmmol lmmol: 20mL比例快速混合并搅拌，得到透明的澄清液；
步骤B、加入12mL浓氨水(25°/Γ28%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤C、再加入8mL水合肼(85%)，搅拌并使其混合均匀；
步骤D、将混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在140°C温度下恒温2 h，自然冷却，得到水热产物；
步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次；
步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在60°C真 空干燥12h，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。
权利要求
1.一种多孔硒化镍纳米空心球的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行 步骤A、将二氧化硒、硝酸镍和去离子水快速混合并搅拌，得到透明的澄清液，其中所述的各物质施加比例为二氧化硒硝酸镍去离子水为f2mmol Γ2 mmol: 16^20mL ； 步骤B、加入8 12mL浓氨水，搅拌使其混合均匀，其中所述的浓氨水浓度为25% 28% ； 步骤C、再加入8 12mL水合肼，搅拌并使其混合均匀，其中所述的水合肼的浓度为85% ； 步骤D、将上述混合体系转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在14(T18(TC温度下恒温2h，自然冷却，得到水热产物； 步骤E、将步骤D所述水热产物离心分离，用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次； 步骤F、将步骤E所离心分离后的产物在6(T80°C真空干燥6 121!，即可得到多孔硒化镍纳米空心球。
2.根据权利要求I所述方法制备的多孔硒化镍纳米空心球，其特征在于，所述硒化镍纳米空心球的直径为30(T400nm,是由3(T50nm的硒化镍颗粒自组装而成。
全文摘要
本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及利用水热法制备出形貌均一的多孔纳米空心球的合成方法，特别涉及一种多孔硒化镍纳米空心球的制备方法。本发明是将二氧化硒和硝酸镍置于氨水的碱性水溶液中，在水合肼的还原作用下，经水热法制备而成。本发明制得的硒化镍纳米空心球的直径为300~400nm，是由30~50nm的硒化镍颗粒自组装而成。工艺简单，重现性好，且所用镍源、硒源均为无机化合物，价廉易得，成本低，符合环境友好要求，由于本方法不需要陈化、煅烧之类的前处理，合成温度较低，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。
文档编号B82Y30/00GK102874773SQ20121033058
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者施伟东, 张宪, 范伟强, 蒋金辉, 车广波 申请人:江苏大学