六角形二硒化鎳納米星的製備方法
2023-04-27 06:59:16 3
專利名稱：六角形二硒化鎳納米星的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種二硒化鎳的製備方法，尤其是涉及一種具有六角形狀的二硒化鎳納米星的製備方法，採用化學溶劑熱法製備二硒化鎳納米星。屬於納米材料製備技術領域。
背景技術：
在過去的幾十年裡，金屬硒化物由於其優異的物理化學性質而受到了廣泛的關注，而且納米材料的結構和形貌對於納米材料的性能與應用有很大的影響，因此金屬硒化物系列納米材料的控制合成已經受到越來越多的重視。其中，二硒化鎳是一種重要的半導體材料，該材料具有特殊的電學和磁學性質。作為一種良好的電導體和Pauli順磁材料，二硒化鎳屬於弱順磁材料而且其磁化係數隨溫度變化較小。在目前的二硒化鎳合成方法中，比較常用的方法有水熱合成、溶劑熱合成法等，但是其一般只能得到不規則形狀的團聚粒子或是尺寸較大的微米級材料。如水熱法製備二硒化鎳，均得到具有不規則形狀的產物或是嚴重團聚的納米粒子，不利於產物形貌控制；另外，以乙二胺、吡啶或N，N-二甲醯亞胺等為反應介質的溶劑熱合成法也只能合成形貌不規則團聚粒子，有的甚至是尺寸較大的微米級二硒化鎳。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種六角形二硒化鎳納米星的製備方法，工藝簡單，製備的產物二硒化鎳為具有規則的六角形狀的納米星，並且形貌可控。
為實現這樣的目的，本發明的技術方案中，以油酸為表面活性劑，以硒粉為硒源，以有機溶劑苯甲醚為反應介質，採用化學溶液法製備具有規則的六角形狀的二硒化鎳納米星。首先將鎳鹽、硒源及表面活性劑混合於有機溶劑中，製備反應液，然後將配製好的反應液進行溶劑熱處理，控制溫度及反應時間，即可得到形貌規則的六角形二硒化鎳納米星。二硒化鎳納米星為中心輻射、高度對稱的六角形狀，每個角長為85±2nm，中心核為90±3nm，兩個對稱角頂點間距為260±6nm。
本發明的製備方法包括以下具體步驟①化學反應液的製備將鎳鹽、表面活性劑、硒源混合於反應溶劑中，製備反應液，其中鎳鹽的濃度保持為0.01～0.05mol·l-1，表面活性劑與鎳鹽的摩爾比為5∶1～50∶1，硒源與鎳鹽的摩爾比為2∶1。
本發明所說的鎳鹽為乙醯丙酮合鎳，所述的表面活性劑為油酸，硒源為單質硒粉；反應溶劑為苯甲醚。
②六角形二硒化鎳納米星的合成將反應液移入帶有聚四氟乙烯內膽的高壓反應釜，於160℃～200℃溶劑熱處理8-24小時後，自然冷卻到室溫，將產物過濾，用無水乙醇洗滌數次，真空抽乾樣品，即可以獲得具有六角形狀的二硒化鎳納米星。
本發明的優良效果是①由於採用了油酸為表面活性劑，使得二硒化鎳的納米晶體在生長的過程中達到很好的控制生長，這為六角形二硒化鎳納米星的各向異性生長提供了良好的導向作用，而且也對六角形二硒化鎳納米星起到了較好的保護作用，使之具有較好的均勻性。
②由於本發明採用了化學溶液法反應，操作簡單、形貌可控、效率高，製備的二硒化鎳為六角形納米星，納米星為中心輻射、高度對稱的六角形狀，每個角長為85±2nm，中心核為90±3nm，兩個對稱角頂點間距為260±6nm。
圖1為本發明實施例1所得的六角形二硒化鎳納米星的圖譜，其中，(a)為X-射線衍射圖譜，(b)為能量散射X-射線圖譜。
圖2為本發明實施例1所得的六角形二硒化鎳納米星的照片，其中，(a)為場發射掃描電鏡照片，(b)為透射電鏡照片，(b)中插圖為一個任意角的電子衍射圖。
圖3為本發明實施例2所得的六角形二硒化鎳納米星的透射電鏡照片。
圖4為本發明實施例3所得的六角形二硒化鎳納米星的場發射掃描電鏡照片。
具體實施例方式
以下通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步描述。下面的實施例是對本發明的進一步說明，而不限制本發明的範圍。
實施例1①在一個100ml的燒杯中，將0.4mmol的乙醯丙酮合鎳、1ml的油酸加入到39ml的苯甲醚中，磁力攪拌30分鐘後加入0.8mmol硒粉，，製備成二硒化鎳的反應液。
②將按照步驟①製備的反應液移入帶有50ml聚四氟乙烯內膽的高壓反應釜中，於180℃溶劑熱24小時後，反應釜自然冷卻到室溫，離心分離，用無水乙醇洗滌數次，真空抽乾樣品，即可以獲得具有六角形狀的二硒化鎳納米星。
所得到的六角形狀的二硒化鎳納米星的X-射線衍射圖如圖1a。由圖1a可見所製備的材料為立方晶型的二硒化鎳。圖1b是得到六角形狀的二硒化鎳納米星的能量散射X-射線分析圖譜，由圖可見所製備的材料所含元素為鎳和硒，二者原子含量比為1∶2.2，符合二硒化鎳的化學計量比。圖2是得到六角形狀的二硒化鎳納米星的場發射掃描電鏡照片和透射電鏡照片。由圖2a可見，二硒化鎳納米星為中心輻射、高度對稱的六角形狀，每個角長為85nm，中心核為90nm，兩個對稱角頂點間距為260nm。圖2b中二硒化鎳納米星的尺寸與圖2a相同，且進一步證明所得的二硒化鎳納米星為單晶結構。
實施例2①在一個100ml的燒杯中，將1mmol的乙醯丙酮合鎳、5ml的油酸加入到35ml的苯甲醚中，磁力攪拌30分鐘後加入2mmol硒粉，製備成二硒化鎳的反應液。
②將按照步驟①製備的反應液移入帶有50ml聚四氟乙烯內膽的高壓反應釜中，於200℃溶劑熱12小時後，反應釜自然冷卻到室溫，離心分離，用無水乙醇洗滌數次，真空抽乾樣品。即可以獲得尺寸稍大的六角二硒化鎳納米星。
圖3是在200℃溶劑熱處理12小時的條件下所得到的六角二硒化鎳納米星的透射電鏡照片，由圖可見六角二硒化鎳納米星的兩個對稱角頂點間距增大到為300nm。
實施例3①在一個100ml的燒杯中，將0.4mmol的乙醯丙酮合鎳、2ml的油酸加入到38ml的苯甲醚中，磁力攪拌30分鐘後加入0.8mmol硒粉，，製備成二硒化鎳的反應液。
②將按照步驟①製備的反應液移入帶有50ml聚四氟乙烯內膽的高壓反應釜中，於160℃溶劑熱8小時後，反應釜自然冷卻到室溫，離心分離，用無水乙醇洗滌數次，真空抽乾樣品。即可以獲得具有六角形狀的二硒化鎳納米星。圖4是實施例3得到的六角形狀的二硒化鎳納米星的場發射掃描電鏡照片。
權利要求
1.一種六角形二硒化鎳納米星的製備方法，其特徵在於包括以下步驟1)化學反應液的製備將鎳鹽、表面活性劑、硒源混合於反應溶劑中，製備反應液，其中鎳鹽的濃度為0.01～0.05mol·l-1，表面活性劑與鎳鹽的摩爾比為5∶1～50∶1，硒源與鎳鹽的摩爾比為2∶1；其中所述的鎳鹽為乙醯丙酮合鎳，表面活性劑為油酸，硒源為單質硒粉，反應溶劑為苯甲醚；2)六角形二硒化鎳納米星的合成將反應液移入帶有聚四氟乙烯內膽的高壓反應釜，於160℃～200℃溶劑熱處理8-24小時後，自然冷卻，將產物過濾，用無水乙醇洗滌，真空抽乾，即獲得具有六角形狀的二硒化鎳納米星。
2.一種採用權利要求1的方法製備的六角形二硒化鎳納米星，其特徵在於該納米星為中心輻射、高度對稱的六角形狀，每個角長為85±2nm，中心核為90±3nm，兩個對稱角頂點間距為260±6nm。
全文摘要
本發明涉及一種六角形二硒化鎳納米星的製備方法，屬於納米材料製備技術領域。以油酸為表面活性劑，以硒粉為硒源，以有機溶劑為反應介質，採用化學溶液法製備具有規則的六角形狀的二硒化鎳納米星。首先將鎳鹽、硒源及表面活性劑混合於有機溶劑中，製備反應液，然後將配製好的反應液進行溶劑熱處理，控制溫度及反應時間，即可得到形貌規則的六角形二硒化鎳納米星。本發明方法簡單，製備的二硒化鎳為具有六角形狀的納米星，且形貌可控，該納米星為中心輻射、高度對稱的六角形狀，每個角長約85nm，中心核約90nm，兩個對稱角頂點間距約為260nm。
文檔編號B82B3/00GK101049917SQ200710038608
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月29日 優先權日2007年3月29日
發明者杜衛民, 錢雪峰 申請人:上海交通大學