本發明專利技術提供了一種四元固溶體CuxInxZn2(1-x)S2納米帶的制備方法，包括以下步驟：（1）將反應前驅體硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦和硫代氨基甲酸鋅，以及表面配體混合物依次加入到反應容器中；（2）將反應容器放入恒溫油浴中，待反應液顏色變為淺黃色后，在磁力攪拌下將胺迅速注入到反應容器中；待反應液顏色變為紅黑色后，在磁力攪拌下繼續反應30～120分鐘，反應結束后冷卻至室溫；（3）取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩，離心分離，棄去上清液，得到CuxInxZn2(1-x)S2納米帶。該制備方法第一次通過簡單的溶液法合成四元固溶體CuxInxZn2(1-x)S2納米帶，完全克服了惰性氣體保護等反應條件復雜、控制繁瑣等缺點，在常壓下即可實現對四元固溶體CuxInxZn2(1-x)S2納米帶的形狀和結構控制，產率可達90%以上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及納米材料制備
，具體地說是涉及一種四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的制備方法。
技術介紹
由于半導體氧化物納米帶的發現，多種無機材料和無機/有機復合納米帶已經被合成并吸引了人們持久的關注。固溶半導體納米晶體和薄膜的最新研究進展已經表明，通過改變固溶體的成分，其帶隙和光學性質可以在廣泛的范圍內調整，這對于性質連續可調納電子學和光電子學物理器件是非常重要的。盡管許多報告描述了三元固溶體納米帶以及三元固溶體納米晶體和納米線的制備，但很少報道高質量的四元固溶體納米帶的制備。而且到目前為止，四元固溶體納米帶最成功的合成方法是氣相生長，溶液法合成則沒有涉及。另外，在I - III-VIjP II-VI之間的固溶體化合物可能會有非常特別的性能，例如CuInS2 - ZnS在可見光照射下光解水產氫的過程中顯示了很強的光催化活性，而且AgInS2 - ZnS固溶體化合物在可見光范圍內從綠到紅都具有很強的光致發光，并可以應用于光化學傳感器。因此，四元I - II - III - VI化合物應得到更廣泛的關注。
技術實現思路
本專利技術針對上述現有技術的不足，提供了一種方法簡便、產率高、適宜工業化生產的四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的制備方法。本專利技術是通過如下技術方案實現的—種四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的制備方法,包括以下步驟(I)將作為反應前驅體的硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦和硫代氨基甲酸鋅，以及表面配體混合物依次加入到反應容器中；(2)將反應容器放入恒溫油浴中，待反應液顏色變為淺黃色后，在磁力攪拌下將胺迅速注入到反應容器中；待反應液顏色變為紅黑色后，在磁力攪拌下繼續反應30 120分鐘，反應結束后冷卻至室溫；(3)取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩，離心分離，棄去上清液，得到CuxInxZn2(1_x)S2納米帶。本專利技術的進一步設置在于，硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦、硫代氨基甲酸鋅的摩爾比例為(O. 01 O. 99) : (O. 01 O. 99): (I. 98 O. 02)。本專利技術的進一步設置在于，硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦和硫代氨基甲酸鋅所屬的硫代氨基甲酸鹽類包括二乙基二硫代氨基甲酸鹽、二丁基二硫代氨基甲酸鹽、二異丙基二硫代氨基甲酸鹽和二丙基二硫代氨基甲酸鹽。本專利技術的進一步設置在于，反應先驅體、胺與表面配體混合物的摩爾比例為I:(10 600) : (60 1200)。本專利技術的進一步設置在于，所述恒溫油浴的溫度范圍為120°C 240°C。本專利技術的進一步設置在于，所述表面配體混合物為己硫醇、十二硫醇、十八硫醇、油酸、3-巰基丙酸、正三辛基氧化膦和正三辛基膦中的一種或幾種。本專利技術的進一步設置在于，所述胺為辛胺、癸胺、十二胺、十六胺、十八胺、油胺和油酰胺中的一種或幾種。本專利技術的特點是采用前驅體硫代氨基甲酸銅在高溫下分解形成的Cuh75S顆粒為催化劑，硫代氨基甲酸鋅、硫代氨基甲酸銦高溫分解形成的產物溶解在Cu1.75S催化劑中，在胺和表面配體的作用下從Cu1J5S顆粒中慢慢析出，形成四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶。該制備方法第一次通過簡單的溶液法合成四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶，完全克服了文獻報道中惰性氣體保護等反應條件復雜、控制繁瑣等缺點，只需要實驗室常用的儀器設備，如燒瓶、攪拌器和油浴鍋等，在常壓下即可實現對四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的形狀和結構控制，產率可達90%以上。而且，這個簡單的制備方法可能會成為合成其他四元半導體納米材料的一種新方法，例如Cu (InxGa1^x) Se20附圖說明 圖I為四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的掃描透射電鏡圖；圖2為四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的透射電鏡圖；圖3為四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的高分辨透射電鏡圖；圖4為四元固溶體CuxInxZn2(1_x)S2納米帶的EDS能譜圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步詳細的說明。實施例I :將O. Olmmol 二丁基二硫代氨基甲酸銅，O. Olmmol 二乙基二硫代氨基甲酸銦，I. 98mmol 二丁基二硫代氨基甲酸鋅反應前驅體和60mmol十二硫醇依次加入到250mL的圓底燒瓶中，然后將燒瓶放入180°C的恒溫油浴中，幾分鐘之后顏色變為淺黃色，在磁力攪拌下快速將600mmol十八胺注入到燒瓶中。溶液很快變成紅黑色，在磁力攪拌下繼續反應30分鐘，反應結束后冷卻至室溫，取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩5min,在8000rpm轉速下離心分離5min,產物沉于容器底部,棄去上清液,得到固溶體CuatllInatllZnh98S2納米帶。上述硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦、硫代氨基甲酸鋅的摩爾比例為O. 01 :0.01 :1. 98，反應先驅體、胺與表面配體混合物的摩爾比例為I :600 :60。實施例2 將O. Immol 二異丙基二硫代氨基甲酸銅，O. Immol 二丁基二硫代氨基甲酸銦，I. 8mmol 二丁基二硫代氨基甲酸鋅反應前驅體和60mmol十八硫醇依次加入到250mL的圓底燒瓶中，然后將燒瓶放入180°C的恒溫油浴中，幾分鐘之后顏色變為淺黃色，在磁力攪拌下快速將IOmmol十二胺注入到燒瓶中。溶液很快變成紅黑色，在磁力攪拌下繼續反應30分鐘，反應結束后冷卻至室溫，取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩5min,在8000rpm轉速下離心分離5min,產物沉于容器底部,棄去上清液,得到固溶體CuaiInaiZnuS2納米帶。上述硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦、硫代氨基甲酸鋅的摩爾比例為O. I :0. I :1. 8，反應先驅體、胺與表面配體混合物的摩爾比例為I :10 60o實施例3 將O. 6mmol 二丁基二硫代氨基甲酸銅，O. 6mmol 二異丙基二硫代氨基甲酸銦，O.8mmol 二丁基二硫代氨基甲酸鋅反應前驅體和1200mmol己硫醇依次加入到250mL的圓底燒瓶中，然后將燒瓶放入180°C的恒溫油浴中，幾分鐘之后顏色變為淺黃色，在磁力攪拌下快速將200mmol油酰胺注入到燒瓶中。溶液很快變成紅黑色，在磁力攪拌下繼續反應30分鐘，反應結束后冷卻至室溫，取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩5min,在8000rpm轉速下離心分離5min,產物沉于容器底部,棄去上清液,得到固溶體Cua6Ina6Zna8S2納米帶。上述硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦、硫代氨基甲酸鋅的摩爾比例為O. 6 :0. 6 :0. 8，反應先驅體、胺與表面配體混合物的摩爾比例為I :200 1200o實施例4 將O. 99mmol 二異丙基二硫代氨基甲酸銅，O. 99mmol 二異丙基二硫代氨基甲酸銦，0.02mmol 二乙基二硫代氨基甲酸鋅反應前驅體和600mmol 3-巰基丙酸依次加入到250mL的圓底燒瓶中，然后將燒瓶放入240°C的恒溫油浴中，幾分鐘之后顏色變為淺黃色，在磁力攪拌下快速將300mmol油胺注入到燒瓶中。溶液很快變成紅黑色,在磁力攪拌下繼續反應120分鐘，反應結束后冷卻至室溫，取出原溶液，用乙醇稀本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種四元固溶體CuxInxZn2(1?x)S2納米帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將作為反應前驅體的硫代氨基甲酸銅、硫代氨基甲酸銦和硫代氨基甲酸鋅，以及表面配體混合物依次加入到反應容器中；（2）將反應容器放入恒溫油浴中，待反應液顏色變為淺黃色后，在磁力攪拌下將胺迅速注入到反應容器中；待反應液顏色變為紅黑色后，在磁力攪拌下繼續反應30～120分鐘，反應結束后冷卻至室溫；（3）取出原溶液，用乙醇稀釋，超聲振蕩，離心分離，棄去上清液，得到CuxInxZn2(1?x)S2納米帶。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒超，張偉，黃少銘，
申請(專利權)人：溫州大學，
類型：發明
國別省市：
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