[发明专利]一种形貌时控型CdSe纳米晶的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明属于半导体纳米材料制备技术领域，具体涉及采用水热法通过控制反应时间得到不同形貌CdSe纳米晶的制备方法。

二、背景技术

CdSe纳米材料属于II-VI族纳米半导体材料，因其独特的光电特性而被广泛应用于非线性光学、太阳能电池、生物探针等领域。由于半导体纳米材料的各种性质均与其形貌息息相关，因此很多材料领域的科研工作者们纷纷致力于不同形貌CdSe纳米材料的研究。现今，形貌如点状、棒状、四足状等形状的CdSe纳米晶已有很多文献报道，实现方法也各种各样，如高温有机液相法、气相沉积法、溶剂热法等。如美国的Paul Alivisatos教授对CdSe与CdTe的形状控制的做了研究，通过控制单体的浓度及表面活性剂的比例等条件制出了棒状、箭头状、泪滴状、四足动物状等CdSe纳米晶体；但仅通过改变反应时间这一条件就能够改变形貌且实验反应设备简单、反应温度较低、产率高可以更好更广泛应用于光电材料、生物标记等方向的有关CdSe纳米晶制备的研究目前尚未见报道。

三、发明内容

本发明旨在提供一种形貌时控型CdSe纳米晶的制备方法，仅通过调节反应时间即可得到不同形貌的CdSe纳米晶，反应设备简单、反应条件温和。

本发明形貌时控型CdSe纳米晶的制备方法，按以下步骤操作：

将氯化镉（CdCl₂·2.5H₂O）溶于水中，配制成0.01-2mol/L的氯化镉溶液；向所述氯化镉溶液中加入质量浓度25-30%的氨水，所述氯化镉溶液与所述氨水的体积比为1：0.1-1：10，搅拌均匀后按Cd与Se摩尔比为1：1-3：1的比例加入亚硒酸钠（Na₂SeO₃），搅拌溶解得到混合液；将水合肼和所述混合液按1：0.1-1：10的体积比混合，搅拌均匀后升温至170-190℃恒温反应2-15h，冷却至室温后离心分离（1000-8000转/分）得到黑褐色固体，经去离子水和乙醇洗涤至洗涤液无色澄清透明后于50-100℃真空干燥即得CdSe纳米晶。

反应时间为2-4小时得到树枝状CdSe纳米晶。树枝状CdSe纳米晶为六方晶相纳米晶，形状为树枝状，本发明制备的树枝状CdSe纳米晶的单个枝状CdSe枝长400-900nm，整个枝平均宽度约为200nm，侧枝的平均宽度为20-50nm，侧枝长度为50-800nm。

反应时间为5-8小时得到簇状CdSe纳米晶。簇状CdSe纳米晶为六方晶相纳米晶，形状为树枝状到棒状过渡的簇状，本发明制备的簇状CdSe纳米晶是由若干直径约为20nm、长度约为80nm的小纳米棒簇集而成。

反应时间为4-5个小时时为晶体形态的转变过程，为树枝状和簇状两种形态都有的混合状态。

反应时间为10-15小时得到棒状CdSe纳米晶。棒状CdSe纳米晶为六方晶相纳米晶，形状为棒状，本发明制备的棒状CdSe纳米晶分散成单个的纳米棒子，棒长约为180nm，直径约为50nm。

反应时间为8-10个小时时为晶体形态的转变过程，为簇状和棒状两种形态都有的混合状态。

本发明的制备方法采取了以氯化镉为镉源，以亚硒酸钠为硒源，加入氨水作为配体，用水合肼进行还原，采用水热反应法仅通过调节反应时间长短制备得到树枝状、簇状、棒状的六方晶相CdSe纳米晶，为纳米晶形貌控制研究领域提供全新的视角和思路，对推进该领域的理论性研究有着重要的意义。同时由于该方法实验条件温和，实验操作简单，得到的产物产率高，可以更好更广泛地应用于非线性光学、光电材料、生物标记等方向。

四、附图说明

图1为各形貌CdSe纳米晶及其六方晶相标准卡片（JPCDS card fileNo:08-0459）的X射线衍射图。

图2为反应时间为2h的树枝状CdSe纳米晶的透射电镜图。

图3为反应时间为5h的由树枝状到棒状过渡的簇状CdSe纳米晶的透射电镜图。

图4为反应时间为10h的棒状CdSe纳米晶的透射电镜图。

五、具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明方法作进一步的详细说明：

实施例1：