碲(Te)的新型溶解方法、碲化物Zn-Ag-In-Te的合成及其在腫瘤熱療和太陽能電池方面的應用與流程

技術領域：

本發明涉及一種類金屬元素(碲)的溶解方法以及相應納米材料(zn-ag-in-te)的合成和應用。

背景技術：
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碲(te)作為一種重要的類金屬元素，在半導體器件、合金、橡膠和玻璃制造等行業有著廣泛的應用。單質te難以溶于大多數溶劑，一直以來給碲化物的合成和應用帶來了諸多困難，如產率不高、合成條件苛刻等。近年來，te的溶解已被逐步深入地探索，如：二硫化碳(cs2)可溶解極少量的te；2002年，lu等人發現在高溫高壓下，乙二胺可溶解質量分數約0.5％的te；zhou等人在2005年發現koh的乙醇(或乙二醇)溶液可溶解質量分數小于1％的te得到紫色溶液；2010年，evaboros等人利用三己基膦癸十四酸，在170℃下溶解質量分數小于3％的te；2014年webber等人用巰基乙醇和乙二胺的混合溶液，在氮氣氛圍中攪拌48h，可溶解質量分數9.3％的te。可見隨著研究的深入以及方法的改進，te的溶解已經越來越安全有效。然而，上述方法依然存在明顯不足，如(1)所用溶劑為高毒性或易爆試劑，(1)需要高溫、高壓或惰性氣體保護，(2)溶解速度緩慢，(3)溶解度低等。因此，如何更加安全快速地溶解te亟待研究。

光熱治療是一種新興的腫瘤治療手段，具有治療時間短、對人體副作用小等優點。在利用納米晶體進行腫瘤光熱治療時，通常根據納米晶體在近紅外區的強吸收，用近紅外光照射，使其產生熱量進而誘導細胞凋亡。然而，目前大多數納米材料存在以下缺陷：(1)近紅外區有特征吸收峰，但摩爾吸光系數普遍較低，需使用較強的激光照射才能產生足夠熱量殺傷腫瘤細胞，而強激光同時也會對正常細胞產生損傷；(2)在近紅外光區產生光熱效果的同時會發出熒光，使得相當一部分能量以光的形式釋放，從而影響光熱效果；(3)一些貴金屬納米粒子(au、ag、pt等元素的納米棒、納米殼)，造價昂貴，不適于大規模應用。

光伏器件(太陽能電池)使太陽能利用的最為重要的手段之一，它是基于半導體的光伏效應將光能直接轉化成電能的器件。目前，單晶和多晶硅光伏電池，仍是太陽能電池產業的主流。晶體硅昂貴的材料成本，使得開發廉價且具有較高能量轉化效率的太陽能電池，成為半導體材料領域的研究熱點。提高太陽能電池能量轉化效率的基本思路，就是改善材料對太陽光(350-1500nm)的吸收能力。另外，盡量壓低成本，發展廉價材料，實現常溫常壓大批量生產是降低太陽能電池成本的關鍵所在。

技術實現要素：
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(1)te的新型溶解方法。利用三正辛基膦(top)和正十二硫醇(dt)的混合溶液，在室溫和大氣環境下用超聲清洗儀超聲，可在30-50分鐘內將te粉(100目)溶解，得到淡黃色溶液(圖1)。最大溶解度可達質量分數17％(90mgte粉，0.4mltop，0.1mldt)。單獨使用top或dt，在相同條件下都不能將te溶解。該方法不需要高溫、高壓或惰性氣體保護，溶解速度快，溶解能力強，且所得te溶液具有極高的反應活性，可在溫和條件下合成各種碲化物(如zn-ag-in-te、zn-cu-in-te、cdte等)。

(2)新型碲化物zn-ag-in-te(zait)納米片的合成和應用。利用上述te的前體溶液(te溶于top和dt的混合溶液)，成功在較溫和條件(常壓，160℃)下合成了粒徑約8-10nm的zait片狀納米晶體(圖2、圖3)。該納米片在紫外-可見光-近紅外光區(350-1100nm)有廣譜強吸收(圖4)，因而光熱轉換效率高，在腫瘤熱療方面具有巨大的應用潛力。同時，由于zait納米片的吸收光譜與太陽光譜有較好的重疊，具有良好的太陽光吸收能力，為制備能量轉化效率較高的太陽能電池提供了基礎。

附圖說明：

圖1相同條件下分別用top、dt以及top和dt的混合溶液溶解te的情況。

圖2zait納米晶體的電鏡照片。

圖3zait納米晶體的高分辨率電鏡照片。

圖4zait納米晶體在可見-近紅外光區的吸收光譜。

圖5zait溶液與空白溶劑在765nm激光器照射下的升溫曲線。

具體實施方式：

下述實施方式僅是用于說明，而并非用于限制本發明。本領域技術人員根據本發明的教導所做出的各種變化均應在

本技術：
權利要求所要求的保護范圍之內。

(1)te的新型溶解。稱取一定量te粉(100目)于eppendorf管中，加入top和dt的混合溶液，在室溫和大氣環境中，用普通超聲清洗儀超聲30-50分鐘，te即可溶解而得到淡黃色溶液。

(2)新型碲化物zn-ag-in-te納米晶體的合成和應用。準確稱取一定量的醋酸鋅、硝酸銀和醋酸銦于三頸燒瓶中，加入適量十八烯和dt，在氮氣氛圍中加熱到160℃攪拌溶解，得到透明溶液。此時注入新鮮制備的te前體溶液，在160℃下加熱回流30分鐘。將所得溶液用正癸烷稀釋，用于可見-紫外吸收光譜的檢測。將原溶液用兩倍體積的乙醇沉淀，離心后去上清，所得沉淀用氯仿溶解，用銅網蘸取之后即可用于電鏡測試。將原溶液用正癸烷稀釋至一定濃度，用用765nm激光器照射，記錄溶液溫度變化。作為對照，照射相同體積的正癸烷，記錄溫度變化。用水溶性殼聚糖膠束與zait的氯仿溶液相混合，通過超聲破碎，使zait轉移到水相中。將適量zait水溶液(0.5mg/ml)注入balb/c裸鼠的u87m6腫瘤組織中，用765nm激光器(odi值1.0)照射10分鐘，可見腫瘤組織約消融40-60％。

技術特征：

技術總結
本發明是一種碲(Te)的新型溶解方法，應用三正辛基膦和正十二硫醇的混合溶液，在室溫下超聲30?50分鐘，即可將Te溶解。應用所得Te溶液，成功合成了新型碲化物Zn?Ag?In?Te納米片，該納米片在腫瘤光熱治療和太陽能電池方面具有廣闊的應用前景。

技術研發人員：鄧大偉;王杰
受保護的技術使用者：中國藥科大學
技術研發日：2016.01.15
技術公布日：2017.07.25