一种Ag2E纳米线的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种Ag2E纳米线的制备方法，其中E为硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步骤：（1）配料：将硝酸银加入盛有去离子水的烧杯中，再依次加入碱、络合剂和模板剂，搅拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入还原剂，充分溶解后停止搅拌；其中硝酸银与硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2：1的量加入，硝酸银浓度为0.01mol/L～0.08mol/L；（2）恒温反应；（3）洗涤；（4）干燥。本发明原料便宜易得，工艺简单，容易实现规模化生产。合成的硫化银、硒化银和碲化银纳米线可广泛应用于快离子导体，非线性光学器件、光电二次电池，多功能离子选择电极，相变存储器件、热电器件、磁场探测器等。
【专利说明】—种Ag2E纳米线的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纳米线的制备方法，特别是涉及一种Ag2E纳米线的制备方法，其中E为硫，或硒，或碲。本发明属于材料化学【技术领域】，
【背景技术】
[0002]银的硫族化合物都是重要的半导体材料，一维结构的硫化银、硒化银和碲化银可广泛应用于快离子导体，非线性光学器件、光电二次电池，多功能离子选择电极，相变存储器件、热电器件、磁场探测器等领域。银的硫族化合物纳米线通常使用气相沉积法、电化学模板法、水热/溶剂热法合成，这些方法或需要复杂的设备，或需要大量有机溶剂，或需要较高的反应温度，能耗较高。硒化银和碲化银通常纳米线有接近室温下化学合成的报道，但需要使用高温下水热/溶剂热法合成的一维结构Se或Te作为模板，总体看来仍然属于水热/溶剂热法合成。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供简便可行的方法，在常温下水溶液中一步合成Ag2E (E=S、Se、Te)纳米线。
[0004]本发明提供一种Ag2E纳米线的制备方法，其中E为硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步骤:
(O配料:将硝酸银加入盛有去离子水的烧杯中，再依次加入碱、络合剂和模板剂，搅拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入还原剂，充分溶解后停止搅拌；其中硝酸银与硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2:1的量加入，硝酸银浓度为0.01mol / L ~0.08 mol / L ；
(2)恒温反应；
(3)洗涤:对于得到的纳米粉体，用去离子水洗涤，采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水中分散，反复过滤直到滤液PH值为7，最后用无水乙醇洗涤以方便干燥；
(4)干燥:在真空烘箱中烘干，真空干燥条件为真空度<133Pa。
[0005]所述含硫的化合物为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲、硫代乙酰胺中的一种或其组合；所述的含硒的化合物为二氧化硒、亚硒酸钠、亚硒酸钾中的一种或其组合；所述的含碲的化合物为二氧化碲、亚碲酸钠、亚碲酸钾中的一种或其组合。
[0006]所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的一种或其组合，碱浓度为0.1mol /L~0.5 mol / L ;所述的络合剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或其组合，加入络合剂的摩尔量是反应体系中Ag原子摩尔量的2~5倍；模板剂为a-萘磺酸、b-萘磺酸、I, 5- 二萘磺酸、2，4-二硝基萘酚-7-磺酸中的一种或其组合，加入后浓度为0.02mol / L~0.1 mol /L0
[0007]所述的还原剂为硼氢化钾、硼氢化钠中的一种或其组合；加入还原剂的摩尔量是反应体系中Ag原子摩尔量的6~16倍。
[0008]所述的恒温反应温度为室温~70°C ;所述的恒温反应的时间为12~24小时；保温设备为能控温的水浴锅或油浴锅
本发明的优点在于:
本发明原料便宜易得，工艺简单，容易实现规模化生产。所得产物可广泛应用于快离子导体，非线性光学器件、 光电二次电池，多功能离子选择电极，相变存储器件、热电器件、磁场探测器等。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为采用本发明(实施例1)室温下合成硫化银纳米线的X-射线衍射图谱。
[0010]图2为采用本发明(实施例1)室温下合成硫化银纳米线的场发射扫描电镜图片。
[0011]图3为采用本发明(实施例4)室温下合成硒化银纳米线的X-射线衍射图谱。
[0012]图4为采用本发明(实施例4)室温下合成硒化银纳米线的场发射扫描电镜图片。
[0013]图5为采用本发明(实施例8)室温下合成碲化银纳米线的X-射线衍射图谱。
[0014]图6为采用本发明(实施例8)室温下合成碲化银纳米线的场发射扫描电镜图片。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:
室温合成硫化银纳米线:
在烧杯中加入100ml去离子水,放入搅拌磁子搅拌，称取2 mmol硝酸银和2.8g KOH加入烧杯中，再称取10 mmol巯基乙酸加入烧杯中，持续搅拌，直到溶液变为透明澄清；然后加入I mmol硫代乙酰胺和4 mmol b_萘磺酸,持续搅拌；最后加入16 mmol KBH4,待所加全部KBH4溶解后，取出搅拌磁子。用保鲜膜封住烧杯口防止灰尘进入，室温下静置24小时。将所得沉淀物去离子水洗涤后采用离心分离，离心沉淀物重新在去离子水中分散，再次离心分离直到滤液PH值为7，最后用无水乙醇洗涤。离心沉降转速为3000转/分钟。将过滤得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到硫化银纳米线粉体。产率为74.6%。
[0016]合成产物的XRD图谱如图1所示，与硫化银标准卡片(JCPDS 14-0072)良好对应。合成产物的透射电镜照片如图2所示，为纳米线结构，直径约30纳米。
[0017]实施例2、3:
重复实施例1，但分别用a-萘磺酸和1，5-二萘磺酸代替b-萘磺酸，得到硫化银纳米线粉体。产率分别为68.4%和66.7% %。
[0018]实施例4:
室温合成硒化银纳米线:
在烧杯中加入100ml去离子水,放入搅拌磁子搅拌，称取2 mmol硝酸银和2g NaOH加入烧杯中，再称取6 mmol巯基丙酸加入烧杯中，持续搅拌，直到溶液变为透明澄清；然后加入I mmol 二氧化硒和6 mmol b_萘磺酸,持续搅拌；最后加入12 mmol NaBH4,待所加全部NaBH4溶解后，取出搅拌磁子。用保鲜膜封住烧杯口防止灰尘进入，室温下静置24小时。将所得沉淀物去离子水洗涤后采用离心分离，离心沉淀物重新在去离子水中分散，再次离心分离直到滤液PH值为7，最后用无水乙醇洗涤。离心沉降转速为3000转/分钟。将过滤得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到硒化银纳米线粉体。产率为77.2%。
[0019]合成产物的XRD图谱如图3所示，与硒化银标准卡片(JCPDS 71-2410)良好对应。合成产物的透射电镜照片如图4所示，纳米线直径80~130纳米。
[0020]实施例5、6、7:
重复实施例4，但分别用a-萘磺酸、1，5- 二萘磺酸和2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸代替b_萘磺酸，得到硒化银纳米线粉体。产率分别为73.1%>70.9和77.5%。
[0021]实施例8:
室温合成碲化银纳米线:
在烧杯中加入100ml去离子水,放入搅拌磁子搅拌，称取8 mmol硝酸银和2.8g KOH加入烧杯中，再称取16 mmol巯基丙酸加入烧杯中，持续搅拌，直到溶液变为透明澄清；然后加入4 mmol亚締酸钠和10 mmol b_萘磺酸,持续搅拌；最后加入30 mmol KBH4,待所加全部KBH4溶解后，取出搅拌磁子。用保鲜膜封住烧杯口防止灰尘进入，室温下静置24小时；将所得沉淀物去离子水洗涤后采用离心分离，离心沉淀物重新在去离子水中分散，再次离心分离直到滤液PH值为7，最后用无水乙醇洗涤。离心沉降转速为3000转/分钟。将过滤得到粉末放在70°C真空烘箱中干燥，得到碲化银纳米线粉体。产率为83.5%。
[0022]合成产物的XRD图谱如图5所示，与碲化银标准卡片(JCPDS 81-1985)良好对应。合成产物的透射电镜照片如图6所示，呈纳米线多排列成束状，直径约60~100纳米。
[0023]实施例9、10、11:
重复实施例8，但分别用a`-萘磺酸、1，5- 二萘磺酸和2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸代替b_萘磺酸，得到碲化银纳米线粉体。产率分别为78.7%,78.2和71.7%。
【权利要求】
1.一种Ag2E纳米线的制备方法，其中E为硫，或硒，或碲，其特征在于包括如下步骤: (O配料:将硝酸银加入盛有去离子水的烧杯中，再依次加入碱、络合剂和模板剂，搅拌使其充分溶解，然后加入含硫、或硒，或碲的化合物，最后加入还原剂，充分溶解后停止搅拌；其中硝酸银与硫，或硒，或碲的化合物按照原子比2:1的量加入，硝酸银浓度为0.01mol / L ~0.08 mol / L ； (2)恒温反应； (3)洗涤:对于得到的纳米粉体，用去离子水洗涤，采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水中分散，反复过滤直到滤液PH值为7，最后用无水乙醇洗涤以方便干燥； (4)干燥:在真空烘箱中烘干，真空干燥条件为真空度<133Pa。
2.根据权利要求1所述一种Ag2E纳米线的制备方法，其特征在于，所述含硫的化合物为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲、硫代乙酰胺中的一种或其组合；所述的含硒的化合物为二氧化硒、亚硒酸钠、亚硒酸钾中的一种或其组合；所述的含碲的化合物为二氧化碲、亚碲酸钠、亚碲酸钾中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述一种Ag2E纳米线的制备方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的一种或其组合，碱浓度为0.1mol / L~0.5 mol / L ;所述的络合剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或其组合，加入络合剂的摩尔量是反应体系中Ag原子摩尔量的2~5倍；模板剂为a-萘磺酸、b-萘磺酸、I, 5- 二萘磺酸、2，4- 二硝基萘酚_7_磺酸中的一种或其组合，加入后浓度为0.02mol /L~0.1mol/L。
4.根据权利要求 1所述一种Ag2E纳米线的制备方法，其特征在于，所述的还原剂为硼氢化钾、硼氢化钠中的一种或其组合；加入还原剂的摩尔量是反应体系中Ag原子摩尔量的6~16倍。
5.根据权利要求1所述一种Ag2E纳米线的制备方法，其特征在于，所述的恒温反应温度为室温~70°C ;所述的恒温反应的时间为12~24小时；保温设备为能控温的水浴锅或油浴锅。
【文档编号】C30B29/46GK103774232SQ201210397019
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】汪元元, 尹桂林, 何丹农 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司