一種硒化鎘納米球的合成方法

專利名稱：一種硒化鎘納米球的合成方法
技術領域：
一種硒化鎘納米球的合成方法屬于一種重要的半導體材料的合成領域。
背景技術：
硒化鎘是屬于II-VI族半導體材料。由于其發射波長隨納米晶的尺寸而改變,其發射波長 可以覆蓋從綠到紅的很大光譜范圍,因此CdSe納米晶可以應用在生物標記和熒光顯示等領 域。另外,可用于制作光電材料、電子發射器和光譜分析、太陽能電池、激光器等。納米尺寸 的半導體硒化鎘則因其尺寸效應,會呈現一些新穎的物理性質.因此，合成硒化鎘納米球無論在 學術研究還是在應用方面，均具有重要意義。該專利報道一種合成硒化鎘納米球的方法是利 用有機分子——硒吩(C4H4Se)為原料之一參與反應實現的。這為研究半導體硒化鎘性質和 實際用途提供了新的合成方法和新材料。
經檢索，現有技術中有26項關于硒化鎘的專利報道，其中有13項關于硒化鎘量子點的 專利報道
(1) "硒化鎘/硫化鎘/硫化鋅核殼量子點的制備方法"(申請人中國科學院上海技術物 理研究所，發明人樂陽;葛美英;吳杰;孫艷;陳鑫;戴寧；中請號200710171388.1)， 該發明報道一種低成本硒化鎘(CdSe)/硫化鎘(CdS)/硫化鋅(ZnS)核殼量子點的制備方法，本 發明的優點是原料價格低廉，低毒性，操作簡單，適合批量合成。
(2) "—種由二氧化硒合成硒化鎘或硒化鋅量子點的方法"(申請人合肥工業大學， 發明人張忠平;蔣陽;王春;李國華；申請號200710193410.2)，該發明報道一種由二 氧化硒合成硒化鎘或硒化鋅量子點的方法，本方法完全不用垸基膦和其他對環境有害的溶劑 和表面活性劑，且能得到尺寸分布較窄的高質量的量子點。
(3) "—種硒前驅液及其制備硒化鎘或硒化鋅量子點的方法"(申請人合肥工業大學，
發明人蔣陽;王春;張忠平;李國華；申請號200710193409.X)，該發明報道一種得到 尺寸較窄的高質量的硒化鎘量子點。
(4) "硒化鎘量子點的制備方法"(申請人中國科學院上海技術物理研究所，發明人
孫艷;陳靜;孟樣建;戴寧；申請號200410017119.6)，該發明報道一種硒化鎘(CdSe)量子 點的制備方法，用有機試劑對生成的CdSe量子點多次選擇沉淀，得到尺寸分布均勻的CdSe
量子點。(5)"高質量硒化鎘量子點的控溫微波水相合成方法"(申請人上海交通大學，發明
人任吉存;錢惠鋒;李良；申請號200410018022.7)，該發明報道一種高質量硒化鎘量
子點的控溫微波水相合成方法，本發明方法操作簡單，條件溫和，成本低，合成產物硒化鎘 具有水溶性和穩定性好，熒光量子產率高，發射光譜可調，易與生物大分子連接等特點。
(6) "—種硒化鎘納米微粒的制備方法"(申請人中國科學院長春應用化學研究所，
發明人劉曉播;陳延明;姬相玲;蔣世春;安立佳;姜炳政；申請號200410011172.5)，該
發明報道一種硒化鎘納米微粒的制備方法，反應過程為一步、 一鍋法的簡單路線，最終得到 無需尺寸分級，具有單一尺寸分布、高質量的硒化鎘納米粒子。
(7) "硒化鎘和碲化鎘量子點的合成方法"(申請人中國科學院長春應用化學研究所，
發明人王強;潘道成;聶偉;蔣世春;姬相玲;安立佳；申請號200410011201.8)，該發明
報道溶劑熱法合成硒化鎘量子點的方法，合成的硒化鎘量子點具有較窄的尺寸分布，表現為 較窄的熒光發射，硒化鎘量子點熒光發射峰半峰寬為22-33nm，碲化鎘量子點熒光發射峰半 峰寬為29-35nm。
(8) "合成硒化鎘和硒化鎘硫化鎘核殼結構量子點的方法"(申請人中國科學院長春
應用化學研究所，發明人:潘道成;王強;姬相玲;蔣世春;安立佳；申請號200410011299.7)，
該發明報道一種硒化鎘和硒化鎘/硫化鎘核殼結構量子點半導體發光材料的合成方法，所制備 的半導體納米顆粒在紫外燈能實現波長可調的可見光。
(9) "一種小粒徑水溶性硒化鎘量子點的制備方法及用途"(申請人華中農業大學，
發明人韓鶴友;盛宗海;梁建功；申請號200510019940.6)，該發明報道一種制備小粒 徑水溶性性硒化鎘(CdSe)量子點的方法。合成的CdSe小粒徑水溶性量子點材料可以作為生 物探針和電化學發光傳感器材料中得到應用。
(10) "制備脂溶性硒化鎘量子點溶液的方法"(申請人湖南大學，發明人王柯敏; 李朝輝;劉劍波;何曉曉;譚蔚泓；申請號，200610136754.5)，該發明報道一種制備脂溶性 硒化鎘量子點溶液的方法，本發明方法的優點為所用溶劑價格便宜，穩定性強，該方法可 獲得不同尺寸的納米粒子，且每種粒子都具有良好的單分散性能。
(11) "一種利用微生物細胞制備硒化鎘量子點的方法"(申請人武漢大學，發明人
劉茴茴;崔然;謝志雄;龐代文；申請號200710052692.4)，該發明報道一種利用微生物細 胞合成硒化鎘量子點的方法，本發明方法簡便，操作性強，不使用金屬有機化合物，無需使 用惰性氣體保護，安全性好，成本低廉。有助于推動納米顆粒(含量子點)的工業化合成。
(12) "基于氨基酸和多肽的硒化鎘量子點合成的方法"(申請人武漢大學，發明人
劉茴茴;崔然;謝志雄;龐代文；申請號200710052691.X)，該發明報道一種基于氨基酸和 多肽的硒化鎘(CdSe)量子點合成的方法，本發明方法簡便，反應條件溫和，不使用金屬有機化合物，無需使用惰性氣體保護，安全性好，成本低廉。有助于推動納米顆粒(含量子點)的 工業化合成。
(13)"硒化鎘/硒化鋅/硫化鋅雙殼層結構量子點的合成方法"(申請人武漢麥迪凱生
物技術有限公司，發明人劉祖黎；夏星；杜桂煥；李岳彬；陳海生；周弦；申請 號200710053094.9)，該發明報道一種硒化鎘/硒化鋅/硫化鋅(CdSe/ZnSe/ZnS)雙殼層
量子點的合成方法。本發明由于采用了安全性較高且容易獲得的化學試劑，具有安全、易操 作和成本相對低廉的特點，有利于控制成本及規模化生產。所得的材料可用于發光器件及生 物分子熒光標記等領域。

發明內容
本發明的目的在于提供一種簡便制備硒化鎘納米球的溶劑熱合成方法。本發明合成方法 中所用原料易得，工藝簡便。


圖l(a)為實施例1的掃描電子顯微鏡照片， 圖2(a)為實施例2的掃描電子顯微鏡照片， 圖3(a)為實施例3的掃描電子顯微鏡照片， 圖4(a)為實施例4的掃描電子顯微鏡照片， 圖5(a)為實施例5的掃描電子顯微鏡照片, 圖6(a)為實施例6的掃描電子顯微鏡照片， 圖7(a)為實施例7的掃描電子顯微鏡照片，
圖l(b)為實施例1的X-射線衍射圖。 圖2(b)為實施例2的X-射線衍射圖。 圖3(b)為實施例3的X-射線衍射圖。 圖4(b)為實施例4的X-射線衍射圖。 圖5(b)為實施例5的X-射線衍射圖。 圖6(b)為實施例6的X-射線衍射圖。 圖7(b)為實施例7的X-射線衍射圖。
具體實施例方式
以下通過具體實施例對本發明進一步加以說明。
實施例1:
^"以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(QH5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 0.5毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為0.5毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240°C溫度下加 熱10小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖la)觀察顆粒直徑200-300nm;由X-射線(圖lb)
分析為純的硒化鎘。
實施例2:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 l毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240° ° C溫度下 加熱10小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖2a)觀察顆粒直徑約200nm;由X-射線(圖2b)分 析為純的硒化鎘。
實施例3:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(QH5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240° ° C溫度下 加熱IO小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h,去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖3a)觀察顆粒直徑300-400nm;由X-射線(圖3b) 分析為純的硒化鎘。
實施例4:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為2毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240° ° C溫度下加熱IO小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖4a)觀察顆粒直徑約200nm;由X-射線(圖4b)分 析為純的硒化鎘。
實施例5:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6HsNH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgNCb)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240° ° C溫度下 加熱24小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖5a)觀察顆粒直徑200-600nm;由X-射線(圖5b) 分析為純的硒化鎘。
實施例6:
——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
一一將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240° ° C溫度下 加熱5小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖6a)觀察顆粒直徑100-200nm;由X-射線(圖6b)
分析為純的硒化鎘。
實施例7:——以硫酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6HsNH2)為原料，在室溫下，配制包括硫 酸鎘(CdS04)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgN03)濃度為 1毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度為1毫摩爾/40毫升。
——將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在260° ° C溫度下 加熱10小時。
——將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后 再用lMHC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20MNaOH)處理2h，去離子水洗四 次；最后再用無水乙醇洗一次。之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60°C)中進行干燥6 小時，即得到硒化鎘納米球。由掃描電鏡(圖7a)觀察顆粒直徑約300nm;由X-射線(圖7b)分 析為純的硒化鎘。
權利要求
1、一種硒化鎘納米球的合成方法，其特征在于該方法按如下步驟進行(1)以硫酸鎘(CdSO4)、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)為原料，在室溫下，配制包括硫酸鎘(CdSO4)、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作為反應起始液，其中硝酸銀(AgNO3)濃度范圍為0.5～2毫摩爾/40毫升，硒吩(C4H4Se)濃度范圍為0.5～2毫摩爾/40毫升；(2)將所述混合溶液放置于一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240°～260℃溫度下加熱5～24小時；(3)將反應后得到的沉淀物首先用去離子水和無水乙醇交替洗滌，洗滌兩個循環；然后再用1M HC處理0.5h，去離子水洗兩次；接著用濃堿(20M NaOH)處理2h，去離子水洗四次；最后再用無水乙醇洗一次，之后將收集到的樣品然后放入干燥箱(60℃)中進行干燥6小時，即得到硒化鎘納米球。
全文摘要
本發明涉及一種硒化鎘納米球的合成方法，屬于半導體納米材料制備領域。該方法是以硫酸鎘(CdSO₄)、硒吩(C₄H₄Se)、苯胺(C₆H₅NH₂)為原料，在室溫下，配制包括硫酸鎘(CdSO₄)、硒吩(C₄H₄Se)的苯胺(C₆H₅NH₂)的混合液，作為反應起始液。將該反應起始液放置一個聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜內，在240°～260℃溫度下加熱5～24小時，即可得到硒化鎘納米球。該方法合成的硒化鎘納米球是利用有機分子—硒吩(C₄H₄Se)為原料之一參與反應實現的。這為研究半導體硒化鎘性質和實際用途提供了新的合成方法和新材料。無論在學術研究還是在應用方面，均具有重要的意義。
文檔編號C01B19/04GK101580233SQ20091008694
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月12日 優先權日2009年6月12日
發明者劉開宇, 曹化強, 肖育江 申請人:清華大學