γ-CuI纳米线的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种γ-CuI纳米线的制备方法，以多孔阳极氧化销(Anodic AluminumOxide，AAO)为模板，通过真空熔融热压法制备P型半导体玛碘化亚铜(化学式:γ -CuI)纳米线的方法，所制备的纳米线具有致密连续，尺寸(直径和长度)均一并且可精确调控等的特点。
【背景技术】
[0002]γ-CuI是一种1-VE的P型半导体，由于其具有宽禁带(3.11 eV)，高激子束缚能(62 meV)，超快衰减时间，快离子导电等特点，已越来越受到人们的关注。而一维γ-CuI纳米线除了具备体材料的特性，还具更大的比表面积，更高的发光效率，提升的热电性能和增强的电子/空穴迀移率的特点，使得γ-CuI纳米线在有机催化，太阳能电池，二极管发光等领域有着越来越重要应用。
[0003]目前CuI纳米线可以通过结构导向剂或水热处理方法得到，并且纳米线的尺寸(直径和长度)可以通过反应溶液溶度和反应时间进行初步的调控。但所制备的CuI纳米线尺寸离散，难以实现比表面积精确调控，这些将制约γ-cui纳米线精确调控催化速率，太阳能电池效率和发光二极管发光提高等方面应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种γ -CuI纳米线的制备方法，在AAO模板上采用真空熔融热压法制备了 γ-CuI纳米线。以高纯CuI或离子掺杂的CuI粉末为原料和AAO为模板，通过溶液浸泡烘干工艺对AAO模板进行预处理和CuI粉末熔化时间，惰性气体压值，气压时间，AAO模板溶解等的工艺优化得到了尺寸均一，连续致密的γ-CuI纳米线。并且通过选择不同的孔径大小和厚度的AAO模板，可实现γ-CuI纳米线的尺寸精确调控。
[0005]本发明提出的γ-CuI纳米线的的制备方法，具体步骤如下:
(1)AAO模板预处理:将洗净的AAO模板放入lmol% CuI的乙腈溶液中，超声lOmin，然后取出AAO模板置于80°C干燥烘箱中烘干；
(2)装填原料和模板，并抽真空:将预处理好的AAO模板固定于高温高压密封容器底部，加入高纯CuI或离子掺杂的CuI粉末后密封高温高压密封容器，并用机械泵抽气；待高温高压密封容器真空度高于5Pa时，关闭真空阀门和真空机械泵；
(3)CuI真空熔融:将抽完真空的高温高压密封容器放入圆柱形加热高温炉，设置温度为600~680°C，升温速率为1°C /min，待温度升至设定值，保持10~50min，使得CuI粉末完全熔融，此时AAO模板完全浸于液态CuI中；
(4)液态CuI注入:通过气体压力调节器设置高压惰性气体压力值为0.5~10Mpa，打开高温高压密封容器充气阀门，缓慢充入高压惰性气体。并保持10~100min，使得液态CuI在高压下，从AAO模板表面注入模板的纳米孔径中；
(5)液态CuI固化:保持高压惰性气体，设定高温炉缓慢降温，高于550°C时降温速度为0.5°C /min，低于550°C时降温速度为1°C /min ;待温度降为室温后，关闭高压惰性气体阀门，并排空高温高压密封容器中高压惰性气体；
(6)样品抛光处理:取出固化后γ-CuI的AAO模板，进行抛光处理，取出AAO模板表面多余的γ -Cui ；
(7)AAO模板溶解:将抛光好的样品置于温度为30~80°C含5mol%H3P04水溶液中，浸泡时间为5~24h ；
(8)γ -CuI纳米线清洗:将去除AAO模板的γ -CuI纳米线采用乙醇和去离子水多次清洗，后置于40~80°C干燥30~120min，最后干燥保存。
[0006]本发明中，步骤(I)中所述的AAO模板为耐温700°C的模板。
[0007]本发明中，步骤(I)所述的AAO模板预处理后在模板纳米孔道内壁生长CuI纳米颗粒，可以减小液态CuI与模板内壁接触角而减小所需的气体压力。
[0008]本发明中，步骤(2)中，将AAO模板固定于高温高压容器底部，防止AAO模板漂浮于液态CuI上表面，确保在步骤(3)中AAO模板完全处于液态CuI内部。
[0009]本发明中，步骤(2)中的高温高压密封容器能耐850°C，压力15Mpa，并具有抽气和充气两个耐高温阀门。
[0010]本明中，步骤(2)中CuI粉末可以采用离子掺杂(Zn，Cd，Hg，Mg，Ca，B，Al，Ga，In，Ge，Sn，Pb，S，Se’ Te和I等)改变所制备的CuI纳米线的发光性能。
[0011]本发明中，步骤(5)缓慢降温增加CuI纳米线的结晶性。步骤(7)采用耻04水溶液溶解AAO模板，且呀04和γ -CuI不发生反应。
[0012]本发明的有益效果在于:
本发明提供了以多孔氧化铝(AAO)为模板，通过真空熔融热压法制备P型半导体玛碘化亚铜(化学式:γ-CuI)纳米线的方法。以各种尺寸(孔径和厚度)的AAO为模板，通过模板预处理工艺，选用高纯CuI粉末为原料，在自组装真空熔融热压装置上，对CuI加热熔化，并引入高压惰性气体压注和后续溶解模板等过程制备γ相的P型CuI纳米线。所制备的Y-CuI纳米线具有结晶性好，尺寸均一，连续且致密等特点，可应用于有机化学催化，太阳能电池，发光二极管等领域。
【附图说明】
[0013]图1实施例1未去除AAO模板的γ -CuI纳米整列断面SEM图；
图2实施例1 γ -CuI纳米线表面SEM图；
图3实施例1 γ -CuI纳米线断面SEM图；
图4实施例1 γ - CuI纳米线XRD图；
图5实施例1 γ - CuI纳米线紫外激发发射谱；
图6实施例2 γ -CuI:Ζη纳米线断面SEM图；
图7实施例2 γ -CuI:Ζη纳米线紫外激发发射谱。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的实施例进一步说明本发明。
[0015]实施例1: 选用孔径为400nm，壁厚50nm，厚度为60 μ m的AAO模板。将洗净的AAO模板完全浸入lmol%CuI乙腈溶液中，超声1min后，取出AAO模板置于烘箱中65°C烘干预处理。将预处理的AAO模板固定于高温高压