一種合成三元纖鋅礦硫硒化錳納米棒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備三元纖鋅礦硫砸化猛(MnSSe)納米晶的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為重要的磁性半導(dǎo)體材料，錳基硫族材料展現(xiàn)各種重要的光學(xué)，磁學(xué)，電子輸運(yùn)性質(zhì)。特別是，近年來MnS和MnSe引起了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家廣泛的研究興趣。MnS和MnSe是重要的P型磁性寬帶半導(dǎo)體材料，它們主要應(yīng)用于光電子器件、太陽(yáng)能電池、稀磁半導(dǎo)體、光催化和生物等領(lǐng)域。寬帶隙半導(dǎo)體材料具有高密度的光儲(chǔ)存和全光展示性能。因此，寬帶隙半導(dǎo)體材料成為了光學(xué)器件研究領(lǐng)域的主要課題。到目前為止，人們多數(shù)是通過控制尺寸來調(diào)節(jié)MnS和MnSe的帶隙和發(fā)光性質(zhì)。例如，在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志(Langmuir2012，28，17811-17816)上報(bào)道:采用溶劑熱法制備出14一40nm MnS納米立方塊，隨著尺寸的增加，MnS納米立方塊的發(fā)光峰從356nm移動(dòng)到373nm。此外，在英國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志(CrystEngComm 2012, 14，6916 - 6920)上報(bào)道:采用溶劑熱法制備出直徑為40 — 210nm的一維MnSe納米材料，隨著尺寸的增加，一維MnSe納米材料的發(fā)光峰從400nm移動(dòng)到405nm，展現(xiàn)藍(lán)-紫色熒光發(fā)射。因此，僅僅通過控制尺寸調(diào)節(jié)錳基硫族材料在藍(lán)-紫至紫外范圍的帶隙和發(fā)光性質(zhì)是有限的。如果將MnS和MnSe結(jié)合起來，制備成組分可調(diào)的三元半導(dǎo)體納米材料，將有效地?cái)U(kuò)大和調(diào)節(jié)錳基硫族材料在藍(lán)-紫至紫外范圍的帶隙和發(fā)光性質(zhì)。但到目前為止，關(guān)于制備三元硫砸化錳(MnSSe)納米材料沒有過報(bào)道，因此，需要發(fā)展簡(jiǎn)單的方法制備組分可調(diào)的三元硫砸化猛(MnSSe)納米材料，更容易地調(diào)節(jié)猛基硫族材料在藍(lán)-紫至紫外范圍的帶隙和發(fā)光性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服【背景技術(shù)】存在的問題和缺陷，提供一種簡(jiǎn)單的制備三元纖鋅礦硫砸化猛(MnSSe)納米棒的合成方法，且通過控制原料的比例調(diào)控三元纖鋅礦MnSSe納米棒的元素比例。
[0004]本發(fā)明以無水氯化錳、二氧化砸和硫代乙酰胺為原料，油胺為配體，采溶劑熱法合成三元纖鋅礦MnSSe納米棒。具體的技術(shù)方案如下。
[0005]—種合成三元纖鋅礦硫砸化猛納米棒的方法，是在希萊克(schlenk)系統(tǒng)中氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的；以質(zhì)量比2.27:1:0.35?1.41的無水氯化錳、二氧化砸和硫代乙酰胺為原料，油胺為配體；首先，將二氧化砸與配體按質(zhì)量體積比0.0056g/mL裝入三頸瓶中，攪拌并加熱至300°C，得到澄清的橘黃色溶液，記為a溶液；再將無水氯化錳與配體按質(zhì)量體積比0.0126g/mL裝入另一個(gè)三頸瓶中，攪拌并加熱至120-150°C，直到得到無色透明溶液，將溶液降溫至30-40°C，加入硫代乙酰胺，攪拌直到得到均勻的橘紅色的溶液，記為b溶液；將b溶液注入到a溶液中，在280-300°C反應(yīng)15-20分鐘，得到三元纖鋅礦MnSSe納米棒。
[0006]本發(fā)明制備過程中，將b溶液注入到a溶液后，優(yōu)選在300 °C反應(yīng)20分鐘。
[0007]本發(fā)明制備過程中，可以通過控制硫代乙酰胺的量來調(diào)節(jié)三元纖鋅礦MnSSe納米棒的元素比例。在給定的反應(yīng)溫度(300°C)和反應(yīng)時(shí)間(20min)范圍內(nèi)，質(zhì)量比2.27:1:1.41的無水氯化猛、二氧化砸、硫代乙酰胺，可以得到Mn:S:Se為3:2:1的纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒；質(zhì)量比2.27:1:0.7的無水氯化猛、二氧化砸、硫代乙酰胺，可以得到Mn: S: Se為2:1:1的纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒；質(zhì)量比2.27:1:0.35的無水氯化錳、二氧化砸、硫代乙酰胺，可以得到Mn:S:Se為3:1:2的纖鋅礦MnSa35Seaffi^米棒。
[0008]有益效果:
[0009]本發(fā)明制備三元纖鋅礦MnSSe納米棒方法的優(yōu)點(diǎn)在于:制備的樣品相純度很高、樣品結(jié)晶性好、粒徑分布均勻；并且本制備方法具有過程簡(jiǎn)單、合成時(shí)間短、產(chǎn)品的形貌和縱橫比可控、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)。具有大規(guī)模生產(chǎn)三元纖鋅礦MnSSe納米棒的潛力。
【附圖說明】
[0010]圖1是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa 66SeQ.34m米棒的透射電鏡圖。
[0011]圖2是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的高分辨電鏡圖。
[0012]圖3是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa 66Sea34m米棒的X光衍射圖。
[0013]圖4是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的能譜圖。
[0014]圖5是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的明場(chǎng)掃描透射電鏡圖。
[0015]圖6是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的錳(Mn)元素分布圖。
[0016]圖7是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的硫⑶元素分布圖。
[0017]圖8是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的砸(Se)元素分布圖。
[0018]圖9是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea5^米棒的透射電鏡圖。
[0019]圖10是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的高分辨電鏡圖。
[0020]圖11是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea5^米棒的X光衍射圖。
[0021]圖12是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的能譜圖。
[0022]圖13是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的明場(chǎng)掃描透射電鏡圖。
[0023]圖14是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的錳(Mn)元素分布圖。
[0024]圖15是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的硫⑶元素分布圖。
[0025]圖16是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea57納米棒的砸(Se)元素分布圖。
[0026]圖17是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa 35SeQ.65m米棒的透射電鏡圖。
[0027]圖18是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的高分辨電鏡圖。
[0028]圖19是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65m米棒的X光衍射圖。
[0029]圖20是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的能譜圖。
[0030]圖21是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的明場(chǎng)掃描透射電鏡圖。
[0031]圖22是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的錳(Mn)元素分布圖。
[0032]圖23是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的硫⑶元素分布圖。
[0033]圖24是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa35Sea65納米棒的砸(Se)元素分布圖。
[0034]圖25是實(shí)施例1制備的三元纖鋅礦MnSa 66Sea34m米棒的熒光光譜圖。
[0035]圖26是實(shí)施例2制備的三元纖鋅礦MnSa43Sea5^米棒的熒光光譜圖。
[0036]圖27是實(shí)施例3制備的三元纖鋅礦MnSa 35Sea65m米棒的熒光光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]現(xiàn)結(jié)合下列實(shí)施例更加具體地描述本發(fā)明，如無特殊說明，所用試劑均為市售可獲得的產(chǎn)品，并未加進(jìn)一步提純使用。
[0038]實(shí)施例1三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒的合成
[0039]合成三元纖鋅礦MnSa66Sea34納米棒是在希萊克(schlenk)系統(tǒng)中進(jìn)行，合成過程需要氮?dú)?