一種通過前驅(qū)體的酸化剝離氧化來合成超薄Se納米片的方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過前驅(qū)體的酸化剝離氧化來合成超薄Se納米片的方法及其應(yīng)用，其特征在于：以ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為前驅(qū)體；在水中加入酸，調(diào)節(jié)水pH在0.1到2的范圍內(nèi)，然后加入前驅(qū)體，常溫下連續(xù)磁力攪拌或超聲0.5-2h，使用酸化剝離氧化，即得超薄Se納米片；所得超薄Se納米片可用于作為制備結(jié)晶Se納米線、多孔硒化物納米片及貴金屬納米片的模板材料。
【專利說明】一種通過前驅(qū)體的酸化剝離氧化來合成超薄Se納米片的 方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超薄Se納米片的合成方法及應(yīng)用，屬于納米材料合成【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 德國《先進(jìn)材料》(Advanced Materials，2005 年，17 卷，2799 - 2802 頁）報道了在 三元混合溶劑中（水合肼：二乙烯三胺：水=5:14:16)溶解ZnSO4 ·7Η20和Na2SeO3，轉(zhuǎn)移到 高壓反應(yīng)釜中，通過水熱法180°C溫度下反應(yīng)12h來合成[ZnSe] (DETA)a5二維納米帶。這 種方法得到的[ZnSe] (DETA)a5納米帶形貌均一，內(nèi)部具有多層狀結(jié)構(gòu)，有良好的紫外可見 光吸收和熒光性能。
[0003] 《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition, 2012 年，51 卷， 3211 - 3215頁）的報道修飾了合成方法，把ZnSO4 · 7H20換成Zn(OAC)2 · 2H20,并且加大投 量，在 150°C 溫度下水熱反應(yīng) 12h，合成了 ZnSe-DETA (ZnSe-DETA 是[ZnSe] (DETA)aJ^別稱， 兩者化學(xué)組成相同）納米片。得到的納米片比原來的納米帶較寬較長，長度有微米級，寬度 有幾百個納米，而且產(chǎn)量比原來的高。
[0004] 《自然?通訊》（Nature communication, 2〇12年，3卷，1〇57頁）報道了采用超聲 法剝離得到單層原子厚度ZnSe片。獲得到的單層原子厚度ZnSe片具有良好的光電性能， 在光解水方面有強(qiáng)大的應(yīng)用前景。用于剝離的前驅(qū)體也是ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)層狀結(jié) 構(gòu)雜化物，2007 年《美國化學(xué)會雜志》（Journal of the American Chemical Society，2007 年，127卷，3157-3162頁）報道了該雜化物的合成方法。
[0005] Se在納米材料合成【技術(shù)領(lǐng)域】是非常好的模板材料?！断冗M(jìn)材料》（Advanced Materials, 2002年，14卷，1749頁）報道了 Se單質(zhì)納米顆粒的合成和晶化成納米線的方 法?！恫牧匣瘜W(xué)雜志》（Journal of Materials Chemistry，2006 年，16 卷，3893 - 3897 頁） 總結(jié)了以Se單質(zhì)納米材料為模板的硒化物納米材料合成技術(shù)。
[0006] 硒化物二維納米材料在半導(dǎo)體、催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，而Se單質(zhì)是硒化物 納米材料合成的一個良好模板的材料。另外，Se本身可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)催化 劑等領(lǐng)域。因此，Se二維納米材料的合成有著極其重要的意義。由于Se單質(zhì)自身的晶體 結(jié)構(gòu)特點，很難長成Se超薄二維納米結(jié)構(gòu)。至今，還沒有見過成功化學(xué)合成出超薄Se納米 片材料的相關(guān)報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個目的提供一種以ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為前驅(qū)體合成 超薄Se納米片的方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。
[0008] 本發(fā)明另一目的是提供這種超薄Se納米片作為模板材料的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0010] 本發(fā)明通過前驅(qū)體的酸化剝離氧化來合成超薄Se納米片的方法，其特點在于：以 ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為前驅(qū)體；在水中加入酸，調(diào)節(jié)水pH在0. 1到2的范圍 內(nèi)，然后加入前驅(qū)體，常溫下連續(xù)磁力攪拌或超聲〇. 5-2h，使前驅(qū)體酸化剝離氧化，溶液的 顏色由白色變黃色最后發(fā)紅，靜置或離心分離得沉淀，所得沉淀用水洗滌，即得超薄Se納 米片；所述前驅(qū)體的摩爾量與所述水的體積比為I. 〇?2. 5mmol/L。反應(yīng)示意圖如圖1所 /Jn 〇
[0011] 所述ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為ZnSe-DETA有機(jī)-無機(jī)雜化納米片，其 中DETA為二乙烯三胺。
[0012] 所述水為去離子水。
[0013] 所述酸為鹽酸、醋酸或巰基乙酸。
[0014] 本發(fā)明通過調(diào)節(jié)水的pH，可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體剝離氧化的速度，以獲得不同多孔程度 的超薄Se納米片產(chǎn)物；通過調(diào)整磁力攪拌或超聲的時間，可以獲得不同Zn含量的超薄Se 納米片產(chǎn)物。因為反應(yīng)可以分為兩個階段：以ZnSe-DETA有機(jī)-無機(jī)雜化納米片做前驅(qū)體 為例，第一階段如式（1)所示，是前驅(qū)體的酸化剝離階段，剝離為ZnSe和DETA，其中DETA的 結(jié)構(gòu)式如式（2)所示，；第二階段如式（3)所示，是前驅(qū)體酸化剝離后所得ZnSe的氧化階 段，經(jīng)第二階段獲得超薄Se納米片。
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種通過前驅(qū)體的酸化剝離氧化來合成超薄Se納米片的方法，其特征在于：以 ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為前驅(qū)體；在水中加入酸，調(diào)節(jié)水pH在0. 1到2的范圍 內(nèi)，然后加入前驅(qū)體，常溫下連續(xù)磁力攪拌或超聲〇. 5-2h，使前驅(qū)體酸化剝離氧化，靜置或 離心分離得沉淀，所得沉淀用水洗滌，即得超薄Se納米片；所述前驅(qū)體的摩爾量與水的體 積比為 1. 0 ?2. 5mmol/L〇
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述ZnSe-Amine有機(jī)-無機(jī)雜化納米片為 ZnSe-DETA有機(jī)-無機(jī)雜化納米片。
3. 如權(quán)利要求1所述的的方法，其特征在于：所述水為去離子水。
4. 如權(quán)利要求1所述的的方法，其特征在于：所述酸為鹽酸、醋酸或巰基乙酸。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述超薄Se納米片為無定形物相，具有柔 性和多孔性。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：通過調(diào)節(jié)水的pH，可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體剝離氧化 的速度，以獲得不同多孔程度的超薄Se納米片產(chǎn)物；通過調(diào)整磁力攪拌或超聲的時間，可 以獲得不同Zn含量的超薄Se納米片產(chǎn)物。
7. -種權(quán)利要求1所制備的超薄Se納米片的應(yīng)用，其特征在于：用于作為制備結(jié)晶Se 納米線、硒化物納米片及貴金屬納米片的模板材料。
【文檔編號】C01B19/02GK104445102SQ201410706212
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】俞書宏, 胡增文, 徐亮, 陽緣 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)