專利名稱：一種制備單分散立方狀硫化鉛納米晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米材料的制備方法，具體涉及單 分散立方狀硫化鉛納米晶的制備方法。
技術(shù)背景硫化鉛(PbS)是一種立方巖鹽結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，具有窄的帶隙(0.41 eV) 和大的玻爾激子半徑(18薩)。PbS納米晶具有強(qiáng)的量子限域效應(yīng)，其三次非 線性光學(xué)性能大約是GaAs的30倍，CdSe的1000倍，在近紅外通訊、光子 開關(guān)、熱和生物成像、光電器件以及太陽能電池等方面有著潛在地應(yīng)用。近年來納米結(jié)構(gòu)的控制合成及其組裝已成為納米材料研究的熱點(diǎn)，為特 定功能的納米器件"由下而上"的研制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外對(duì)PbS 納米結(jié)構(gòu)的研究主要還是集中在不同形貌的PbS納米晶的合成。如已可在膠 束、溶膠一凝膠、玻璃、LB(Langmuir-Blogdett)膜、聚合物基體和有機(jī)鉛 鹽的分解得到PbS納米顆粒(包括量子點(diǎn))。也得到了PbS納米棒，如Zhang 等[J. Phys. Chem. B， 2006， 110， 184]通過在異辛烷中琥珀酸二 (2-乙基 己基)酯磺酸鉛(Pb (A0T) 2)和硫代乙酰胺(TAA)反應(yīng)制備了 PbS納米棒，Qian 等[Mater. Chem. Phys. ， 2004， 88， 217]通過表面活性劑的作用在水相和 油相界面反應(yīng)合成出成束的PbS納米棒。其它形貌的PbS也有少量的報(bào)道， 如Zhao等[Adv. Mater, ， 2006， 18， 359]利用陰陽離子混合表面活性劑低 溫合成了星形PbS納米晶，Lee等[J.Am. Chem. Soc. ， 2002， 124， 11244] 用高溫溶液法分解前驅(qū)物(PbS2CNEU2得到了立方狀、球狀、星狀等各種形 貌的PbS納米晶。Zhou等[J. Phys. Chem. B， 2006， 110， 6543]采用溶液 回流法得到了星形花狀、星形多枝狀和立方狀等PbS納米晶。本發(fā)明通過調(diào) 節(jié)表面活性劑十二烷基磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比，在低溫下 制備出單分散立方狀硫化鉛納米晶。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備單分散立方狀硫化鉛納米晶的方法，該方 法原料廉價(jià)易得，工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)控制且工藝重復(fù)性好，制備出的立方狀硫化鉛納米晶的直徑為80 100 nm。本發(fā)明的制備單分散立方狀硫化鉛納米晶的方法，以醋酸鉛為鉛源，以 硫代乙酰胺為硫源，在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，其步驟如下1) 將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六垸基三甲基溴化銨按 摩爾比1 2: 2 3: 0. 15 0. 2: 0. 2 0. 3混合成反應(yīng)物，其中醋酸鉛為鉛源、硫代乙酰胺為硫源、十二垸基磺酸鈉為陰離子表面活性劑、十六垸基三 甲基溴化銨為陽離子表面活性劑。2) 將反應(yīng)物加入到去離子水中，攪拌15 30分鐘作為反應(yīng)溶液，反應(yīng) 物與去離子水的質(zhì)量比為1: 20 40。3) 將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在120 160。C溫度條件下反應(yīng)8 16小時(shí)，冷卻至常溫。4) 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的 離子，然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單可控的水熱反應(yīng)，制備出單分散立方狀硫化鉛納米晶。 該方法原料廉價(jià)易得，工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品純度高，重復(fù)性好，有利于 規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。


圖1是單分散立方狀硫化鉛納米晶的XRD圖；圖2是單分散立方狀硫化鉛納米晶的透射電鏡(TEM)照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將4.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X1(T2 mol分析純硫代乙酰胺、 0.8X10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、1.2X10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為l: 20，攪拌15分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在160 'C反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可單分散立方狀硫化鉛納米晶。產(chǎn)物經(jīng)X射線粉末衍射 鑒定為硫化鉛(圖1); TEM電鏡檢測(cè)產(chǎn)品形貌(圖2);硫化鉛納米晶直徑為 80 120 nm。 實(shí)施例2將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—3 mol分析純硫代乙酰胺、 0.6X10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、0.8X10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 20，攪拌25分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在140 "C反應(yīng)16小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。 實(shí)施例3將8. 0X10 3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10" mol分析純硫代乙酰胺、 0.8X10-3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、1.2X10-3 mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 30，攪拌20分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在120 "C反應(yīng)14小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。 實(shí)施例4將4.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0.6X10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、0.8X10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 25，攪拌15分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在150 。C反應(yīng)8小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然后 進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。實(shí)施例5將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0.6X10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、1.2X10—3 mol分析純十六垸基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 20，攪拌20分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在140 "C反應(yīng)16小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。 實(shí)施例6將4.0X103 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—3 mol分析純硫代乙酰胺、 0.8X10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0.8X10—:i mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離于水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 35，攪拌30分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在130 "C反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。 實(shí)施例7將8.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、1.2X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0.8X10—3 mol分析純十二垸基磺酸鈉、0.8X10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 20，攪拌25分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在120 T反應(yīng)16小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。實(shí)施例8將4.0X10—3 mol分析純醋酸鉛、8.0X10—3 mol分析純硫代乙酰胺、 0.6X10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、1.2X10—3 mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 25，攪拌15分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在140 'C反應(yīng)14小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗漆，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。 實(shí)施例9將6.0X1(T mol分析純醋酸鉛、1.0X10—2 mol分析純硫代乙酰胺、 0.7X10—3 mol分析純十二烷基磺酸鈉、l.OXl(T mol分析純十六烷基三甲 基溴化銨混合成反應(yīng)物，將反應(yīng)物加入到去離子水中，反應(yīng)物與去離子水的 質(zhì)量比為l: 30，攪拌30分鐘作為反應(yīng)溶液，將反應(yīng)溶液放入密閉的150ml 不繡鋼耐壓反應(yīng)釜中，在160 "C反應(yīng)10小時(shí)，冷卻至常溫，打開反應(yīng)釜， 將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然 后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。
權(quán)利要求
1、一種制備單分散立方狀硫化鉛納米晶的方法，其特征在于該方法以醋酸鉛為鉛源、以硫代乙酰胺為硫源，在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，具體步驟如下1)將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨按摩爾比1～2∶2～3∶0.15～0.2∶0.2～0.3混合成反應(yīng)物，其中醋酸鉛為鉛源、硫代乙酰胺為硫源、十二烷基磺酸鈉為陰離子表面活性劑、十六烷基三甲基溴化銨為陽離子表面活性劑；2)將反應(yīng)物加入到去離子水中，攪拌15～30分鐘作為反應(yīng)溶液，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1∶20～40；3)將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在120～160℃溫度條件下反應(yīng)8～16小時(shí)，冷卻至常溫；4)將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣用去離子水洗滌，除去未反應(yīng)的多余的離子，然后進(jìn)行真空干燥，即可制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備單分散立方狀硫化鉛納米晶的方法。本發(fā)明方法首先將醋酸鉛、硫代乙酰胺、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨按摩爾比1～2∶2～3∶0.15～0.2∶0.2～0.3混合成反應(yīng)物后加入到去離子水中，攪拌均勻，反應(yīng)物與去離子水的質(zhì)量比為1∶20～40然后將反應(yīng)溶液放入密閉的反應(yīng)釜中，在120～160℃溫度條件下反應(yīng)8～16小時(shí)，冷卻至常溫后過濾、洗滌、干燥。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單可控的水熱反應(yīng)制備單分散立方狀硫化鉛納米晶。該方法原料廉價(jià)易得，工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品純度高，重復(fù)性好，有利于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G21/00GK101402466SQ20081012210
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者倪華良, 周勝名, 季振國, 張孝彬, 祝華云, 糜裕宏 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)