在電沉積CdSe薄膜上自發(fā)生長Au納米微粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[000?]本發(fā)明屬于納米材料及電化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種在電沉積CdSe薄膜上自發(fā)生長Au納米微粒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砸化鎘(CdSe)是η型直接能隙的半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度為1.8eV左右，是一種化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的光電轉(zhuǎn)換特性，經(jīng)常被用來改進(jìn)寬帶隙半導(dǎo)體以提高它們的可見光吸收的能力和光催化活性，在光催化氧化技術(shù)針對環(huán)境污染的治理和光電催化(PEC)分解水應(yīng)用廣泛而備受關(guān)注，但是它本身存在一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)，光生電子與空穴復(fù)合將會使得光電催化的活性并不高，所以必須提高催化劑的活性，其中最常用的是進(jìn)行貴金屬(Au，Ag，Pd等)沉積，貴金屬的活性很高，經(jīng)過貴金屬沉淀修飾之后得催化劑可以改變其體系中的電子分布，從而提高光電催化性能。目前制備砸化鎘(CdSe)薄膜的常用方法有電沉積法、分子束外延法、水熱法、溶膠-凝膠法、化學(xué)浴沉積法等。其中電沉積法優(yōu)點(diǎn)最突出，生產(chǎn)設(shè)備簡單，反應(yīng)條件要求低，膜的厚度可控，適合大規(guī)模生產(chǎn)。利用化學(xué)水域自發(fā)生長貴金屬(Au，Ag，Pd等)，方法簡單，相比于其他生長方法，其最大優(yōu)點(diǎn)就是無需另外添加還原劑，而其他方法制備步驟繁瑣，使用溶劑多，效率較低，成本高，很難大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種在電沉積CdSe薄膜上自發(fā)生長Au納米微粒的方法。
[0004]本發(fā)明的原理和思路:利用電聚合的方法將CdSe沉積在電極表面，形成一種載體薄膜，把電極浸入Au納米顆粒生長液中，再在恒溫水浴鍋中生長I?3h，最后取出電極，電極上就自發(fā)地生長上Au納米微粒。
[0005]具體步驟為:
(I)將電極分別經(jīng)分析純丙酮、分析純乙醇和二次水各超聲清洗3min，在空氣中干燥后用萬能表測量出導(dǎo)電一面，備用，即為基體電極。
[0006](2)量取6mL濃度為0.05?0.15mol/L的二價(jià)鎘鹽溶液置于潔凈的小燒杯中，并在磁力攪拌下分六次分別加入ImL濃度為0.01-0.lmol/L的SeO2水溶液，制得電沉積CdSe薄膜底液。
[0007](3)在步驟(2)制得的電沉積CdSe薄膜底液中構(gòu)建三電極體系，其中，步驟(I)制得的基體電極作為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，Pt作為輔助電極，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電沉積，掃描范圍為-1.1?OV，掃描速度為0.05V/s，掃描段數(shù)為20?40段，掃描結(jié)束后，基體電極表面就沉積出CdSe薄膜，制得薄膜基片。
[0008](4)量取9.52mL二次水，300UL PBS溶液，lOOyL質(zhì)量濃度為1%的氯金酸水溶液和80PL濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨水溶液，混合制得生長液，然后把步驟(3)制得的薄膜基片斜放入生長液中，置于45°C水浴鍋中恒溫條件下反應(yīng)I?3h，薄膜基片上自發(fā)生長出Au納米微粒。
[0009 ]所述電極為摻雜氟的二氧化錫透明導(dǎo)電玻璃電極或銦錫氧化物電極。
[0010]所述二價(jià)鎘鹽為0(1(:12、0(1(勵(lì)3)2和0(1304中的一種或多種。
[0011 ] 所述PBS溶液是濃度為0.2mol/L，pH值為6.0的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
[0012]本發(fā)明方法制備過程簡單，薄膜附著力強(qiáng)，生長效率高，成本低，易于大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的最終產(chǎn)物的X射線衍射圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中電沉積制備的CdSe薄膜的掃描電鏡圖。
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中在電沉積CdSe薄膜上生長Au的產(chǎn)物的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1:
(I)將電極分別經(jīng)分析純丙酮、分析純乙醇和二次水各超聲清洗3min，在空氣中干燥后用萬能表測量出導(dǎo)電一面，備用，即為基體電極。
[0018](2)量取6mL濃度為0.05mol/L的二價(jià)鎘鹽溶液置于潔凈的小燒杯中，并在磁力攪拌下分六次分別加入ImL濃度為0.0lmol/L的SeO2水溶液，制得電沉積CdSe薄膜底液。
[0019](3)在步驟(2)制得的電沉積CdSe薄膜底液中構(gòu)建三電極體系，其中，步驟(I)制得的基體電極作為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，Pt作為輔助電極，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電沉積，掃描范圍為-1.1?0V，掃描速度為0.05V/s，掃描段數(shù)為20段，掃描結(jié)束后，基體電極表面就沉積出CdSe薄膜，制得薄膜基片。
[0020](4)量取9.52mL二次水，300仙PBS溶液，lOOyL質(zhì)量濃度為1%的氯金酸水溶液和80PL濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨水溶液，混合制得生長液，然后把步驟(3)制得的薄膜基片斜放入生長液中，置于45°C水浴鍋中恒溫條件下反應(yīng)lh，薄膜基片上自發(fā)生長出Au納米微粒。
[0021]所述電極為摻雜氟的二氧化錫透明導(dǎo)電玻璃電極。
[0022]所述二價(jià)鎘鹽為CdCl2。
[0023]所述PBS溶液是濃度為0.2mol/L，pH值為6.0的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
[0024]將本實(shí)施例制得的最終產(chǎn)物進(jìn)行X射線衍射測試，結(jié)果見圖1，基體電極上所獲得的產(chǎn)物為Au，CdSe。將本實(shí)施例中電沉積出的CdSe進(jìn)行掃描電鏡測試，結(jié)果見圖2，能夠清晰看到CdSe沉積物的顆粒形貌。將本實(shí)施例中在電沉積CdSe薄膜上生長Au的產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡測試，結(jié)果見圖3，能夠清晰辨析到Au納米微粒附著在CdSe的顆粒上。
[0025]實(shí)施例2:
(I)將電極分別經(jīng)分析純丙酮、分析純乙醇和二次水各超聲清洗3min，在空氣中干燥后用萬能表測量出導(dǎo)電一面，備用，即為基體電極。
[0026](2)量取6mL濃度為0.lmol/L的二價(jià)鎘鹽溶液置于潔凈的小燒杯中，并在磁力攪拌下分六次分別加入ImL濃度為0.05mol/L的SeO2水溶液，制得電沉積CdSe薄膜底液。
[0027](3)在步驟(2)制得的電沉積CdSe薄膜底液中構(gòu)建三電極體系，其中，步驟(I)制得的基體電極作為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，Pt作為輔助電極，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電沉積，掃描范圍為-1.1?0V，掃描速度為0.05V/s，掃描段數(shù)為30段，掃描結(jié)束后，基體電極表面就沉積出CdSe薄膜，制得薄膜基片。
[0028](4)量取9.52mL二次水，300仙PBS溶液，lOOyL質(zhì)量濃度為1%的氯金酸水溶液和80PL濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨水溶液，混合制得生長液，然后把步驟(3)制得的薄膜基片斜放入生長液中，置于45°C水浴鍋中恒溫條件下反應(yīng)2h，薄膜基片上自發(fā)生長出Au納米微粒。
[0029 ]所述電極為摻雜氟的二氧化錫透明導(dǎo)電玻璃電極。
[0030] 所述二價(jià)鎘鹽為Cd(NO3)2t3
[0031 ] 所述PBS溶液是濃度為0.2mol/L，pH值為6.0的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
[0032]實(shí)施例3:
(I)將電極分別經(jīng)分析純丙酮、分析純乙醇和二次水各超聲清洗3min，在空氣中干燥后用萬能表測量出導(dǎo)電一面，備用，即為基體電極。
[0033](2)量取6mL濃度為0.15mol/L的二價(jià)鎘鹽溶液置于潔凈的小燒杯中，并在磁力攪拌下分六次分別加入ImL濃度為0.lmol/L的SeOfK溶液，制得電沉積CdSe薄膜底液。
[0034](3)在步驟(2)制得的電沉積CdSe薄膜底液中構(gòu)建三電極體系，其中，步驟(I)制得的基體電極作為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，Pt作為輔助電極，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電沉積，掃描范圍為-1.1?0V，掃描速度為0.05V/s，掃描段數(shù)為40段，掃描結(jié)束后，基體電極表面就沉積出CdSe薄膜，制得薄膜基片。
[0035](4)量取9.52mL二次水，300UL PBS溶液，lOOyL質(zhì)量濃度為1%的氯金酸水溶液和80PL濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨水溶液，混合制得生長液，然后把步驟(3)制得的薄膜基片斜放入生長液中，置于45°C水浴鍋中恒溫條件下反應(yīng)3h，薄膜基片上自發(fā)生長出Au納米微粒。
[0036]所述電極為摻雜氟的二氧化錫透明導(dǎo)電玻璃電極。
[0037]所述二價(jià)鎘鹽為CdS04。
[0038]所述PBS溶液是濃度為0.2mol/L，pH值為6.0的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
[0039]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，與本發(fā)明構(gòu)思無實(shí)質(zhì)性差異的各種工藝方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在電沉積CdSe薄膜上自發(fā)生長Au納米微粒的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將電極分別經(jīng)分析純丙酮、分析純乙醇和二次水各超聲清洗3min，在空氣中干燥后用萬能表測量出導(dǎo)電一面，備用，即為基體電極；(2)量取6mL濃度為0.05-0.15moI/L的二價(jià)鎘鹽溶液置于潔凈的小燒杯中，并在磁力攪拌下分六次分別加入ImL濃度為0.01-0.lmol/L的SeO2水溶液，制得電沉積CdSe薄膜底液； (3)在步驟(2)制得的電沉積CdSe薄膜底液中構(gòu)建三電極體系，其中，步驟(I)制得的基體電極作為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，Pt作為輔助電極，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電沉積，掃描范圍為-1.1?0V，掃描速度為0.05V/s，掃描段數(shù)為20?40段，掃描結(jié)束后，基體電極表面就沉積出CdSe薄膜，制得薄膜基片； (4)量取9.52mL二次水，300μ? PBS溶液，lOOyL質(zhì)量濃度為1%的氯金酸水溶液和80μ?濃度為0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化銨水溶液，混合制得生長液，然后把步驟(3)制得的薄膜基片斜放入生長液中，置于45°C水浴鍋中恒溫條件下反應(yīng)I?3h，薄膜基片上自發(fā)生長出Au納米微粒； 所述電極為摻雜氟的二氧化錫透明導(dǎo)電玻璃電極或銦錫氧化物電極； 所述二價(jià)鎘鹽為CdCl2、Cd(N03)2和CdSO4中的一種或多種； 所述PBS溶液是濃度為0.2mol/L，pH值為6.0的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在電沉積CdSe薄膜上自發(fā)生長Au納米微粒的方法。利用二價(jià)鎘鹽和二氧化硒（SeO2）混合溶液，先利用電沉積的方法將CdSe沉積在電極表面，形成一種載體薄膜，把電極浸入Au納米顆粒生長液中，再在恒溫水浴鍋中生長1~3h，最后取出電極，電極上就自發(fā)地生長上Au納米微粒。本發(fā)明方法制備步驟簡單，所沉積的復(fù)合膜附著力強(qiáng)，效率高，成本低廉，非常適宜大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】C23C18/44, B82Y40/00, C25D9/04, B22F9/24
【公開號】CN105499596
【申請?zhí)枴緾N201510880317
【發(fā)明人】潘宏程, 湯紅園, 陳琳
【申請人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月6日