本發(fā)明屬于無機功能納米結(jié)構(gòu)材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及納米片狀組成三維結(jié)構(gòu)硫化銅材料制備方法。

背景技術(shù)：

半導體材料是介于導體和半導體之間的材料，它的能隙約為1～3ev,可以通過摻雜其他金屬元素，來改變硫化銅的帶隙，從而改變硫化銅的導電性或光學性質(zhì)。硫化銅是一種間接帶隙的p型的半導體材料，具有優(yōu)異的光學、電學和催化性能，它在金屬導電方面、非線性光學材料方面、太陽能電池接收器、光學過濾器、催化劑等方面有著很廣闊的應(yīng)用前景。近年來，納米材料特別是由一維、二維納米材料構(gòu)筑的具有特殊形貌的納米結(jié)構(gòu)由于具有優(yōu)異的光學、電學、催化等性能以及在納米器件上的潛在應(yīng)用。隨著材料尺寸的不斷減小，納米材料還會表現(xiàn)出一些獨特的性能，例如，量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面和界面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等。各種結(jié)構(gòu)和形貌的硫化銅已經(jīng)被合成出來了，比如：納米片、納米棒。納米結(jié)構(gòu)對光學性能的影響不盡相同。鑒于此，本發(fā)明在納米硫銅化合物研究基礎(chǔ)上引入少量的第二種金屬離子，形成穩(wěn)定的金屬離子摻雜形成三維結(jié)構(gòu)納米硫銅晶體。在近紅外區(qū)具有優(yōu)異的光學吸收性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于在納米硫銅化合物研究基礎(chǔ)上引入少量的第二種金屬離子，形成穩(wěn)定的金屬離子摻雜形成三維結(jié)構(gòu)納米硫銅晶體。在近紅外區(qū)具有優(yōu)異的光學吸收性能，有望應(yīng)用于近紅外吸收材料領(lǐng)域。

為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種三維結(jié)構(gòu)納米硫化銅的制備方法，其特征在于，

(1)將銅源，硫源，摻雜金屬離子鹽，配制而成的混合物溶于溶劑中，調(diào)節(jié)體系ph，超聲分散時間20～30min，然后將混合物轉(zhuǎn)移進入水熱反應(yīng)釜中，放入烘箱，保溫。

(2)進過水熱處理后，反應(yīng)釜中生成物通過離心用去離子水及無水乙醇交替清洗后，將粉末放在在真空烘箱中60～90℃干燥6～12h。粉體放入研缽中研磨，得到產(chǎn)物。

步驟(1)中，所述銅源選自：硫酸銅(cuso4·5h2o)，硝酸銅(cu(no3)2·3h2o)，氯化銅(cucl2·2h2o)，檸檬酸銅(c6h6cuo7)，草酸銅(cuc2o4)優(yōu)選其中一種或兩種。

步驟(1)中，所述銅源濃度為0.005-0.1mol/l。

步驟(1)中優(yōu)選地，所述硫源選自：硫化鈉(na2s)，硫脲(sc(nh2)，硫代硫酸鈉(na2s2o3)，優(yōu)選其中一種或兩種。

步驟(1)中，所述摻雜金屬離子九水合硝酸鋁、九水硝酸鐵、三氯化鋁、五水合硝酸鉍優(yōu)選其中一種或兩種。

步驟(1)中，所述銅源和硫源摩爾比1:0.5到1：2.0之間。

步驟(1)中，所述摻雜金屬離子和銅源摩爾比小于2:1，且不包括0。

步驟(1)中，所述溶劑選自：乙二醇、乙醇其中一種。

步驟(1)中，所述ph為1-7。

步驟(2)中，所述放入烘箱，保溫溫度為50℃-180℃，時間為1h-12h。

本發(fā)明公開的納米片狀硫化銅材料的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的積極效果在于：本發(fā)明采用簡單的水熱合成法，引入第二種金屬元素調(diào)整晶體形貌，并使得硫化銅的形貌可以控制，降低環(huán)境污染程度，實現(xiàn)了綠色合成。

本發(fā)明產(chǎn)品采用島津uv-3600型紫外可見近紅外分光光度計測試粉體透射譜圖；如圖4所示。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成

本技術(shù)：
的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例1制得的三維結(jié)構(gòu)納米硫銅晶體的xrd譜圖；

圖2為本發(fā)明實施例1制得的硫化銅納米片微觀形貌圖(sem)；

圖3為本發(fā)明實施例2制得的硫化銅納米片微觀形貌圖(sem)；

圖4為本發(fā)明實施例1制得的三維結(jié)構(gòu)納米硫銅晶體的紫外可見光近紅外透射譜圖。

具體實施

下面將結(jié)合附圖效果以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1一種三維結(jié)構(gòu)納米硫化銅的制備方法(一種三維結(jié)構(gòu)納米硫化銅的制備方法1)按照cuso4·5h2o、sc(nh2)2、摻雜金屬離子fe³⁺(九水合硝酸鐵)摩爾比為1:1:0.5(其中cuso4·5h2o的摩爾數(shù)0.01mol)配制而成所得的混合物溶于160ml的乙二醇中，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph＝3，隨后超聲分散20min，然后將混合物轉(zhuǎn)移進入容積為300ml的聚四氟乙烯內(nèi)襯壓力釜中，密封，放入烘箱，保持在100℃，反應(yīng)4h。而后，隨爐冷卻到室溫，反應(yīng)釜中生成物用蒸餾水及無水乙醇交替清洗3次，然后粉末放在在真空烘箱中90℃干燥12h。隨后將得到的粉體放入研缽中研磨10min，得到墨綠色粉體。

實施例2一種三維結(jié)構(gòu)納米硫化銅的制備方法(一種三維結(jié)構(gòu)納米硫化銅的制備方法2)按照cuso4·5h2o、sc(nh2)2、摻雜金屬離子bi³⁺、摩爾比為1:1：0.5(其中cuso4·5h2o的摩爾數(shù)0.01mol)配制而成所得的混合物溶于160ml的乙二醇中，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph＝3，隨后超聲分散20min，然后將混合物轉(zhuǎn)移進入容積為300ml的聚四氟乙烯內(nèi)襯壓力釜中，密封，放入烘箱，保持在100℃，反應(yīng)4h。而后，隨爐冷卻到室溫，反應(yīng)釜中生成物用蒸餾水及無水乙醇交替清洗3次，然后粉末放在在真空烘箱中90℃干燥12h。隨后將得到的粉體放入研缽中研磨10min，得到黑色粉體。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種由納米片狀組成的新型三維結(jié)構(gòu)硫化銅的制備方法。實驗步驟：將銅源，硫源，摻雜金屬源，配制而成的混合物溶于溶劑中，調(diào)節(jié)體系pH，超聲分散一段時間，然后將混合物轉(zhuǎn)移進入水熱反應(yīng)釜中，放入烘箱，保溫。進過水熱處理后，反應(yīng)釜中生成物通過離心用去離子水及無水乙醇交替清洗數(shù)次后，將粉末放在真空烘箱中干燥。粉體放入研缽中研磨，得到產(chǎn)物，平均外徑為500nm。本發(fā)明的制備方法采用溶劑熱法。本發(fā)明方法具有反應(yīng)周期短、操作步驟簡單、形貌可控、使用原料少且毒性小等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：谷曉昱;景江;張勝;孫軍;李洪飛
受保護的技術(shù)使用者：北京化工大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.24
技術(shù)公布日：2017.11.17