專利名稱：一種硒化鎘納米球的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種硒化鎘納米球的合成方法屬于一種重要的半導(dǎo)體材料的合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硒化鎘是屬于II-VI族半導(dǎo)體材料。由于其發(fā)射波長隨納米晶的尺寸而改變,其發(fā)射波長 可以覆蓋從綠到紅的很大光譜范圍,因此CdSe納米晶可以應(yīng)用在生物標記和熒光顯示等領(lǐng) 域。另外,可用于制作光電材料、電子發(fā)射器和光譜分析、太陽能電池、激光器等。納米尺寸 的半導(dǎo)體硒化鎘則因其尺寸效應(yīng),會呈現(xiàn)一些新穎的物理性質(zhì).因此，合成硒化鎘納米球無論在 學(xué)術(shù)研究還是在應(yīng)用方面，均具有重要意義。該專利報道一種合成硒化鎘納米球的方法是利 用有機分子——硒吩(C4H4Se)為原料之一參與反應(yīng)實現(xiàn)的。這為研究半導(dǎo)體硒化鎘性質(zhì)和 實際用途提供了新的合成方法和新材料。
經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中有26項關(guān)于硒化鎘的專利報道，其中有13項關(guān)于硒化鎘量子點的 專利報道
(1) "硒化鎘/硫化鎘/硫化鋅核殼量子點的制備方法"(申請人中國科學(xué)院上海技術(shù)物 理研究所，發(fā)明人樂陽;葛美英;吳杰;孫艷;陳鑫;戴寧；中請?zhí)?00710171388.1)， 該發(fā)明報道一種低成本硒化鎘(CdSe)/硫化鎘(CdS)/硫化鋅(ZnS)核殼量子點的制備方法，本 發(fā)明的優(yōu)點是原料價格低廉，低毒性，操作簡單，適合批量合成。
(2) "—種由二氧化硒合成硒化鎘或硒化鋅量子點的方法"(申請人合肥工業(yè)大學(xué)， 發(fā)明人張忠平;蔣陽;王春;李國華；申請?zhí)?00710193410.2)，該發(fā)明報道一種由二 氧化硒合成硒化鎘或硒化鋅量子點的方法，本方法完全不用垸基膦和其他對環(huán)境有害的溶劑 和表面活性劑，且能得到尺寸分布較窄的高質(zhì)量的量子點。
(3) "—種硒前驅(qū)液及其制備硒化鎘或硒化鋅量子點的方法"(申請人合肥工業(yè)大學(xué)，
發(fā)明人蔣陽;王春;張忠平;李國華；申請?zhí)?00710193409.X)，該發(fā)明報道一種得到 尺寸較窄的高質(zhì)量的硒化鎘量子點。
(4) "硒化鎘量子點的制備方法"(申請人中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，發(fā)明人
孫艷;陳靜;孟樣建;戴寧；申請?zhí)?00410017119.6)，該發(fā)明報道一種硒化鎘(CdSe)量子 點的制備方法，用有機試劑對生成的CdSe量子點多次選擇沉淀，得到尺寸分布均勻的CdSe
量子點。(5)"高質(zhì)量硒化鎘量子點的控溫微波水相合成方法"(申請人上海交通大學(xué)，發(fā)明
人任吉存;錢惠鋒;李良；申請?zhí)?00410018022.7)，該發(fā)明報道一種高質(zhì)量硒化鎘量
子點的控溫微波水相合成方法，本發(fā)明方法操作簡單，條件溫和，成本低，合成產(chǎn)物硒化鎘 具有水溶性和穩(wěn)定性好，熒光量子產(chǎn)率高，發(fā)射光譜可調(diào)，易與生物大分子連接等特點。
(6) "—種硒化鎘納米微粒的制備方法"(申請人中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，
發(fā)明人劉曉播;陳延明;姬相玲;蔣世春;安立佳;姜炳政；申請?zhí)?00410011172.5)，該
發(fā)明報道一種硒化鎘納米微粒的制備方法，反應(yīng)過程為一步、 一鍋法的簡單路線，最終得到 無需尺寸分級，具有單一尺寸分布、高質(zhì)量的硒化鎘納米粒子。
(7) "硒化鎘和碲化鎘量子點的合成方法"(申請人中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，
發(fā)明人王強;潘道成;聶偉;蔣世春;姬相玲;安立佳；申請?zhí)?00410011201.8)，該發(fā)明
報道溶劑熱法合成硒化鎘量子點的方法，合成的硒化鎘量子點具有較窄的尺寸分布，表現(xiàn)為 較窄的熒光發(fā)射，硒化鎘量子點熒光發(fā)射峰半峰寬為22-33nm，碲化鎘量子點熒光發(fā)射峰半 峰寬為29-35nm。
(8) "合成硒化鎘和硒化鎘硫化鎘核殼結(jié)構(gòu)量子點的方法"(申請人中國科學(xué)院長春
應(yīng)用化學(xué)研究所，發(fā)明人:潘道成;王強;姬相玲;蔣世春;安立佳；申請?zhí)?00410011299.7)，
該發(fā)明報道一種硒化鎘和硒化鎘/硫化鎘核殼結(jié)構(gòu)量子點半導(dǎo)體發(fā)光材料的合成方法，所制備 的半導(dǎo)體納米顆粒在紫外燈能實現(xiàn)波長可調(diào)的可見光。
(9) "一種小粒徑水溶性硒化鎘量子點的制備方法及用途"(申請人華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，
發(fā)明人韓鶴友;盛宗海;梁建功；申請?zhí)?00510019940.6)，該發(fā)明報道一種制備小粒 徑水溶性性硒化鎘(CdSe)量子點的方法。合成的CdSe小粒徑水溶性量子點材料可以作為生 物探針和電化學(xué)發(fā)光傳感器材料中得到應(yīng)用。
(10) "制備脂溶性硒化鎘量子點溶液的方法"(申請人湖南大學(xué)，發(fā)明人王柯敏; 李朝輝;劉劍波;何曉曉;譚蔚泓；申請?zhí)枺?00610136754.5)，該發(fā)明報道一種制備脂溶性 硒化鎘量子點溶液的方法，本發(fā)明方法的優(yōu)點為所用溶劑價格便宜，穩(wěn)定性強，該方法可 獲得不同尺寸的納米粒子，且每種粒子都具有良好的單分散性能。
(11) "一種利用微生物細胞制備硒化鎘量子點的方法"(申請人武漢大學(xué)，發(fā)明人
劉茴茴;崔然;謝志雄;龐代文；申請?zhí)?00710052692.4)，該發(fā)明報道一種利用微生物細 胞合成硒化鎘量子點的方法，本發(fā)明方法簡便，操作性強，不使用金屬有機化合物，無需使 用惰性氣體保護，安全性好，成本低廉。有助于推動納米顆粒(含量子點)的工業(yè)化合成。
(12) "基于氨基酸和多肽的硒化鎘量子點合成的方法"(申請人武漢大學(xué)，發(fā)明人
劉茴茴;崔然;謝志雄;龐代文；申請?zhí)?00710052691.X)，該發(fā)明報道一種基于氨基酸和 多肽的硒化鎘(CdSe)量子點合成的方法，本發(fā)明方法簡便，反應(yīng)條件溫和，不使用金屬有機化合物，無需使用惰性氣體保護，安全性好，成本低廉。有助于推動納米顆粒(含量子點)的 工業(yè)化合成。
(13)"硒化鎘/硒化鋅/硫化鋅雙殼層結(jié)構(gòu)量子點的合成方法"(申請人武漢麥迪凱生
物技術(shù)有限公司，發(fā)明人劉祖黎；夏星；杜桂煥；李岳彬；陳海生；周弦；申請 號200710053094.9)，該發(fā)明報道一種硒化鎘/硒化鋅/硫化鋅(CdSe/ZnSe/ZnS)雙殼層
量子點的合成方法。本發(fā)明由于采用了安全性較高且容易獲得的化學(xué)試劑，具有安全、易操 作和成本相對低廉的特點，有利于控制成本及規(guī)?；a(chǎn)。所得的材料可用于發(fā)光器件及生 物分子熒光標記等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡便制備硒化鎘納米球的溶劑熱合成方法。本發(fā)明合成方法 中所用原料易得，工藝簡便。


圖l(a)為實施例1的掃描電子顯微鏡照片， 圖2(a)為實施例2的掃描電子顯微鏡照片， 圖3(a)為實施例3的掃描電子顯微鏡照片， 圖4(a)為實施例4的掃描電子顯微鏡照片， 圖5(a)為實施例5的掃描電子顯微鏡照片, 圖6(a)為實施例6的掃描電子顯微鏡照片， 圖7(a)為實施例7的掃描電子顯微鏡照片，
圖l(b)為實施例1的X-射線衍射圖。 圖2(b)為實施例2的X-射線衍射圖。 圖3(b)為實施例3的X-射線衍射圖。 圖4(b)為實施例4的X-射線衍射圖。 圖5(b)為實施例5的X-射線衍射圖。 圖6(b)為實施例6的X-射線衍射圖。 圖7(b)為實施例7的X-射線衍射圖。
具體實施例方式
以下通過具體實施例對本發(fā)明進一步加以說明。
實施例1:
^"以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(QH5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 0.5毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為0.5毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240°C溫度下加 熱10小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖la)觀察顆粒直徑200-300nm;由X-射線(圖lb)
分析為純的硒化鎘。
實施例2:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 l毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240° ° C溫度下 加熱10小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖2a)觀察顆粒直徑約200nm;由X-射線(圖2b)分 析為純的硒化鎘。
實施例3:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(QH5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240° ° C溫度下 加熱IO小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h,去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖3a)觀察顆粒直徑300-400nm;由X-射線(圖3b) 分析為純的硒化鎘。
實施例4:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為2毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240° ° C溫度下加熱IO小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖4a)觀察顆粒直徑約200nm;由X-射線(圖4b)分 析為純的硒化鎘。
實施例5:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6HsNH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgNCb)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240° ° C溫度下 加熱24小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖5a)觀察顆粒直徑200-600nm;由X-射線(圖5b) 分析為純的硒化鎘。
實施例6:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
一一將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240° ° C溫度下 加熱5小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖6a)觀察顆粒直徑100-200nm;由X-射線(圖6b)
分析為純的硒化鎘。
實施例7:——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6HsNH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在260° ° C溫度下 加熱10小時。
——將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖7a)觀察顆粒直徑約300nm;由X-射線(圖7b)分 析為純的硒化鎘。
權(quán)利要求
1、一種硒化鎘納米球的合成方法，其特征在于該方法按如下步驟進行(1)以硫酸鎘(CdSO4)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫酸鎘(CdSO4)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應(yīng)起始液，其中硝酸銀(AgNO3)濃度范圍為0.5～2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度范圍為0.5～2毫摩爾/40毫升；(2)將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240°～260℃溫度下加熱5～24小時；(3)將反應(yīng)后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環(huán)；然后再用1M HC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20M NaOH)處理2h，去離子水洗四次；最后再用無水乙醇洗一次，之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60℃)中進行干燥6小時，即得到硒化鎘納米球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硒化鎘納米球的合成方法，屬于半導(dǎo)體納米材料制備領(lǐng)域。該方法是以硫酸鎘(CdSO₄)、硒吩(C₄H₄Se)、苯胺(C₆H₅NH₂)為原料，在室溫下，配制包括硫酸鎘(CdSO₄)、硒吩(C₄H₄Se)的苯胺(C₆H₅NH₂)的混合液，作為反應(yīng)起始液。將該反應(yīng)起始液放置一個聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在240°～260℃溫度下加熱5～24小時，即可得到硒化鎘納米球。該方法合成的硒化鎘納米球是利用有機分子—硒吩(C₄H₄Se)為原料之一參與反應(yīng)實現(xiàn)的。這為研究半導(dǎo)體硒化鎘性質(zhì)和實際用途提供了新的合成方法和新材料。無論在學(xué)術(shù)研究還是在應(yīng)用方面，均具有重要的意義。
文檔編號C01B19/04GK101580233SQ20091008694
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者劉開宇, 曹化強, 肖育江 申請人:清華大學(xué)