Se籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種核殼納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的制備方法，具體是一種金/砸化銅籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)納米材料由于其在基礎(chǔ)科研中的重要性及在科技中巨大的潛在應(yīng)用前景而受到特別的關(guān)注和重視。金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)納米晶不僅能保持金屬和半導(dǎo)體納米材料獨特的性質(zhì)，而且由于金屬與半導(dǎo)體的相互耦合作用還可以產(chǎn)生新的性質(zhì)。因為金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的存在可以有效地控制電子、空穴和各種激子的傳輸，從而使其具有新穎的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、界面性質(zhì)、熱電特性和熒光性質(zhì)。如金屬和半導(dǎo)體界面存在的肖特基勢皇可以有效地阻止電子和空穴的復(fù)合，從而明顯的增強半導(dǎo)體材料的光催化效率，另外可以擴展光吸收波長的范圍，因此可更有效地利用太陽能。
[0003]到目前為止，科學(xué)家們可以制備出具有不同結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌的金屬或者半導(dǎo)體納米材料，也有少數(shù)科學(xué)家成功的制備了金屬/半導(dǎo)體復(fù)合納米材料。然而，合成具有金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米材料仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。目前，多種方法可以制備金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)納米材料，例如，化學(xué)氣相沉積法、熱蒸發(fā)沉積法、基底法、模板法、自組裝法、液相法等。
[0004]近年來，核/殼型金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)納米材料的合成取得了很大的進展，如科學(xué)家通過濕化學(xué)方法成功的制備了AuOPbS [Jongsoo Lee , Elena V.Shevchenko andDmitri V.Talapin，Au-PbS core-shelI nanocrystals: Plasmonic absorpt1nenhancement and electrical doping via intra-particle charge transfer.J.Am.Chem.Soc.2008， 130， 9673-9675.],AuOZnS [ffeita Chen, Yinkai Linj TingtingYang, Yingchih Pu and Yungjung Hsu, Au/ZnS core/shell nanocrystals as anefficient anode photocatalyst in direct methanol fuel cells.Chem Commun.2013，49，8486-8488.]、AuOCdS [Tingting Yang, ffeita Chen, Yungjung Hsu,Kunghwa Wei， Taiyuan Lin， and Taiwei Lin， Interfacial charge carrier dynamicsin core-shelI Au-CdS nanocrystals.J.Phys.Chem.C.2010，114，11414-11420.]、Au@Ti02 [Jiang Du, Jian Qi, Dan Wang and Zhiyong Tang , Facilesynthesis of Au@Ti02 core-shell hollow spheres for dye-sensitized solar cellswith remarkably improved efficiency.Energy Environ.Sc1.2012，5，6914-6918.]和Au@Cu20 [Li Zhang, Douglas A.Blom and Hui Wang, A11-CU2O core-shellnanoparticles: A hybrid metal — semiconductor heteronanostructure withgeometrically tunable optical properties.Chem.Mater.2011，23，4587-459.]等核/殼型異質(zhì)結(jié)納米材料。而據(jù)我們所知，有關(guān)金/砸化銅異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成及其相關(guān)應(yīng)用至今只有一篇文章報道[Xin Liuj Changho Lee , ffingcheung Law, Au-Cu2-xSeheterodimer nanoparticles with broad localized surface plasmon resonance ascontrast agents for deep tissue imaging.Nano Lett.2013, 13，4333-4339.]。該文章采用的方法是種子生長法，得到了一種Au-Cu2-xSe納米二聚體，而我們采用模板犧牲法制備了一種Au@Cu2-xSe籠狀核殼結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由于金屬與半導(dǎo)體之間的界面能比較大，使得半導(dǎo)體傾向于自生成核而不是附著在金屬納米顆粒上成核，導(dǎo)致半導(dǎo)體不能均勾地包裹在金屬納米顆粒表面。因此，金屬-半導(dǎo)體復(fù)合物核殼納米結(jié)構(gòu)的精確可控合成仍然面臨很大挑戰(zhàn)。而本發(fā)明基于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種金/砸化銅籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法;本發(fā)明以模板犧牲法為主要手段，成功合成了形態(tài)規(guī)則、分散均勻、粒度均一的金/砸化銅籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)，優(yōu)點在于容易操作，重復(fù)性好、產(chǎn)量高、環(huán)保高效。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種Au@Cu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，步驟如下:
(1)將一定量的氯金酸水溶液加熱到沸騰，隨后加入檸檬酸鈉水溶液，磁力攪拌下反應(yīng)一段時間，之后進行離心處理，再分散到水中，制成金膠體溶液；
(2)向CuSO4溶液中加入PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，磁力攪拌使其溶解，隨后加入一定量的金膠體溶液，最后依次加入NaOH溶液和AA(抗壞血酸)溶液，反應(yīng)一段時間，之后進行離心處理，再分散到水中，得到Au@Cu-20核殼納米膠體；
(3)將一定量的砸粉加入到NaOH溶液中，進行超聲分散，隨后加入KBH4，攪拌一段時間，作為砸源；
(4)將制備好的砸源加入到水中，隨后加入Au@Cu-20核殼納米膠體，進行反應(yīng)，將得到的混合液體進行離心處理，所得黑色固體再分別用水和乙醇洗滌，然后真空干燥，最后得到AuOCu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)材料。
【附圖說明】
[0007]圖1是實施例1中Au@Cu2—xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射分析圖(XRD);
圖2是實施例1中AuOCu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微圖(SEM);
圖3是實施例2中AuOCu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微圖(SEM);
圖4是實施例3中AuOCu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微圖(SEM)。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0009]實施例1
Au@Cu2-xSe籠狀核殼納米結(jié)構(gòu)合成的具體步驟:
(1)將100ml氯金酸水溶液(0.01 wt %)加熱到沸騰，隨后加入0.7 ml檸檬酸鈉水溶液(I wt %)，磁力攪拌下反應(yīng)25 min，之