[发明专利]一种利用碳纳米管高效制备氮化镓纳米晶体的方法

摘要

本发明属于无机化合物半导体材料领域，特别涉及一种利用碳纳米管高效制备氮化镓纳米晶体的方法。首先将金属镓盐与酸化碳纳米管研磨混合均匀，然后将混合物加入到水与多元醇配制的溶液中，加热条件下超声分散，将过滤、干燥后的混合物放入管式炉中，300~500℃的空气氛围下分解得到多孔氧化镓和碳纳米管的复合材料；向管式炉中通入保护氮气，升温至750~1000℃，将氮气换为氨气反应40~80min，停止通氨气在氮气氛围中冷却至室温，得到淡黄色氮化镓纳米晶体。本发明利用多孔氧化镓和碳纳米管的复合材料的多孔性增大了与NH3的接触面积，使NH3能够扩散进入氧化镓颗粒内部进行氮化，加快反应速率，降低反应温度，制备的氮化镓纳米晶体产量高、纯度高。

主权项

1.一种利用碳纳米管高效制备氮化镓纳米晶体的方法，其特征在于：通过碳纳米管为反应载体制备氮化镓，包括以下步骤：（1）将金属镓盐粉末和碳纳米管按质量比为1:0 .2~0 .3混合加入到球磨机中，在氮气保护条件下研磨 20‑30min，使金属镓盐和碳纳米管混合均匀，其中，所述碳纳米管为浓硫酸酸化改性后的多壁碳纳米管，直径为10~30nm，长度为15~60μm；（2）将步骤（1）中得到的混合物加入到水与多元醇按体积比为1:50~100配制的溶液中，其中混合物在溶液中的质量体积比100~800g/L，在60~150℃的条件下超声分散40~120min，在 5000～8000 r/min条件下离心过滤 5～12分钟，将所得沉淀干燥即得到镓氧化物的聚合物前驱体与碳纳米管的复合材料；（3）将步骤（2）中得到的复合材料置于石英坩埚放入管式炉的中部恒温区，在300~500℃的空气氛围下分解40~80min，得到多孔氧化镓和碳纳米管的复合材料；（4）向管式炉中通入流量为30sccm的氮气，将管式炉的温度升温至750~1000℃，停止通氮气，通入流量为40~60sccm的氨气反应40~80min，停止通氨气换成氮气进行保护，在氮气氛围中冷却至室温，得到淡黄色氮化镓纳米晶体。