[发明专利]一种单晶六方片状硫化铜纳米晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体纳米材料制备技术领域，具体涉及一种单晶六方片状硫化铜纳米晶的制备方法。

背景技术

由于纳米技术对人类生存和发展产生显著的影响，近年来得到了蓬勃发展，纳米材料和器件是纳米科技的核心。目前已成功合成了纳米线，纳米管，纳米片，纳米盘等形貌的纳米材料，但是这些特殊形貌的制备过程中都添加了各种“软模板”[杜卫民.结构形貌多元化的纳米级硫属半导体液相合成、生长机理及性能研究[D].上海交通大学.2007.]，“硬模板”[Vasquez Y F，Erin M.，Chernow，et al.Growth of Polygonal Rings and Wires of CuS on Structured Surfaces[J].Cryst Eng Comm，2011，13：1077-1080.]等，这对最终产物的纯度及其日后产业化的经济效益都带来了负面影响。在这些纳米结构中，碳纳米管已经成功应用于纳米器件的制备，例如用作纳米试管，纳米镊子，纳米齿轮和纳米探针。

过渡金属硫化物因在半导体、发光装置及超导等方面具有潜在的应用价值而受到科研工作者的极大兴趣。CuS是很重要的p型半导体，带隙能为2.0eV。由于其具有优异的传导性、电学和光学性质，被广泛地应用在热电偶、滤光器、太阳能电池、传感器和催化等领域。目前制备硫化铜的方法主要有热解法[Yu-Biao Chen，Ling Chen，and Li-Ming Wu.Water-Induced Thermolytic Formation of Homogeneous Core-Shell CuS Microspheres and Their Shape Retention on Desulfurization[J].Crystal Growth & Design，2008，8：2736-2740]、连续离子层吸附法[M.Ali Yildirim，Aytunc Ates，Aykut Astam.Annealing and Light Effect on Structural，Optical and Electrical Properties of CuS，CuZnS and ZnS Thin Films Grown by the SILAR Method[J].Physica.E，2009，41：1365-1372.]、水热法[Ai-Miao Qin，Yue-Ping Fang，et al.Formation of Various Morphologies of Covellite Copper Sulfide Submicron Crystals by a Hydrothermal Method without Surfactant[J].Crystal Growth & Design，2005，5：855-860.]和溶剂法[Titipun Thongtem，Chalermchai Pilapong，Somchai Thongtem.Large-Scale Synthesis of CuS Hexaplates in Mixed Solvents Using a Solvothermal Method[J].Materials Letters，2010，64：11-14.]。然而这些方法通常需要特殊的仪器，或者需要严格的实验条件，反应时间长，能耗高，而且由于在合成硫化铜的过程中有大量的H₂S气体生成，如反应在敞开体系中进行，则不可避免地会对环境造成一定的污染。杜卫民在六角形CuS纳米片的制备过程中[Weimin Du，Xuefeng Qian，Xiaodong Ma，et al.Shape-Controlled Synthesis and Self-Assembly of Hexagonal Covellite(CuS)Nanoplatelets[J].Chem.Eur.J.2007，13，3241-3247.]，使用了甲苯为溶剂，并添加了长链烷基胺为表面活性剂，有机溶剂和表面活性剂的使用，无疑会增加生产成本，同时给环境造成了一定的危害，除此之外也会对产物的纯度有影响。因此寻找一种简单的，经济的和环境友好的制备方法显得颇为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种无模板剂，反应周期短，反应温度低，并且成本低廉，环境友好的单晶六方片状硫化铜纳米晶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1、一种单晶六方片状硫化铜纳米晶的制备方法，其特征在于：