[发明专利]金属硫族配合物包覆的纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种金属硫族配合物包覆的纳米粒子及其制备方法和应用，属于多元半导体纳米材料的制备方法。该方法先将硫化物溶液逐滴加入到锡盐溶液中，得到Sn₂S₇^6‑MCC配体；将浓氨水加入到过渡金属盐溶液中，得到过渡金属配合物；将过渡金属配合物逐滴加入到配体中，搅拌后，即得到MCC‑Cu₂MSn₂S₇(M＝Zn,Co,Ni)纳米粒子；将纳米粒子用异丙醇反沉淀提纯，得到金属硫族配合物包覆的Cu₂MSn₂S₇纳米粒子。本发明所制备的纳米粒子不仅具有良好的电化学产氢性能，还具有较强的光伏响应能力，可将其应用在电催化产氢和水相纳米晶电池等光电领域。

技术领域

本发明属于多元半导体纳米材料的制备方法，具体涉及一种金属硫族配合物包覆的纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

Cu₂MSn₂S₇(M＝Zn,Co,Ni)纳米粒子由于具有低毒，低耗，稳定性高，原料丰富的优势在光电领域具有广泛的应用。与有机配体包覆的纳米粒子相比，金属硫族化合物(MCC)作为无机配体具有很多优势，例如亲水性强，导电性好，活性位点多等。但现有的MCC配体包覆的Cu₂MSn₂S₇纳米粒子制备方法复杂，通常需要先制备出有机配体包覆的Cu₂MSn₂S₇，然后再通过配体交换得到MCC-Cu₂MSn₂S₇纳米粒子，反应过程复杂耗时，且需要使用高毒性的有机溶剂，制备成本高，不利于工业化生产。而不通过配体交换方法得到的MCC-Cu₂MSn₂S₇制备周期过长，提纯难度高，且溶解度和成膜性较低，在水相光伏器件等领域的应用受到严重限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的Cu₂MSn₂S₇纳米粒子制备方法复杂、使用高毒性的有机溶剂、制备周期长，且溶解度和成膜性较差的问题，而提供一种金属硫族配合物包覆的纳米粒子及其制备方法和应用。

本发明提供一种金属硫族配合物包覆的纳米粒子的制备方法，包括：

步骤一：将硫化物溶液逐滴加入到锡盐溶液中，得到Sn₂S₇^6-MCC配体；

步骤二：将浓氨水加入到过渡金属盐溶液中，得到过渡金属配合物；所述的过渡金属盐溶液选自铜盐和至少选自锌盐、钴盐或镍盐中的一种；

步骤三：将步骤二得到的过渡金属配合物逐滴加入到步骤一的配体中，搅拌后，即得到MCC-Cu₂MSn₂S₇纳米粒子；

步骤四：将步骤三得到的MCC-Cu₂MSn₂S₇纳米粒子用异丙醇反沉淀提纯，得到金属硫族配合物包覆的Cu₂MSn₂S₇纳米粒子。

优选的是，所述的步骤一硫化物溶液和锡盐溶液的体积比为7：2。

优选的是，所述的硫化物为硫化钠或硫化钾，锡盐为氯化锡或溴化锡。

优选的是，所述的铜盐为氯化铜、乙酸铜或硫酸铜；锌盐为氯化锌、乙酸锌或硫酸锌；钴盐为氯化钴、乙酸钴或硫酸钴；镍盐为氯化镍、乙酸镍或硫酸镍。

优选的是，所述的步骤二中浓氨水的浓度为13mol/L，过渡金属盐溶液的浓度为0.125mol/L。