[发明专利]Ag-Ag8SnS6异质二聚体纳米材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，尤其是涉及一种Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料的制备方法。

背景技术

近年来，金属-半导体异质结构纳米材料受到了广泛的关注，这是由于其可能具有复合功能或不同于其组分构成的独特性质。与单一功能纳米材料不同，由于纳米晶体在微观尺度的有序组合不仅可以保持原有材料的性质，同时各组分材料的有效接触将使得异质结构材料的性能得到增强。其中金属-金属硫化物异质结构纳米材料已经被证明在电化学催化剂和新型光电器件等领域有着非常重要的理论和应用前景。目前，采用液相方法来制备金属-金属硫化物异质结构纳米材料的主要途径如下：首先制备出金属纳米颗粒(一般为贵金属，如：铂、钯、金、银)或金属硫化物纳米晶，然后通过异质结进一步生长或者表面吸附的方式获得异质结构。然而这样的途径存在许多不足，其中包括复杂的制备步骤以及制备得到的产物尺寸和形貌难以控制等。

当前关于银-银基金属硫化合物异质结构的合成以Ag-Ag₂S异质二聚体报道居多，如Pang等以硫化后的氧化铜纳米球为模板经过一系列后期的合成步骤首次得到了Ag-Ag₂S异质二聚体纳米材料，且通过控制不同的合成参数，制备得到了不同形貌的异质结构(J.Am.Chem.Soc.，2010，132，10771-10785)。Jiang等(以一种特殊的既作为银源又作为硫源的前驱物采用有机相高温裂解的方法合成出了Ag-Ag₂S异质结CrystEngComm，2011，13，7189-7193)。Ma等在水相体系里以硫代乙酰胺为硫源和还原剂一步法合成出了Ag-Ag₂S二聚体(ChemPhysChem，2012，13，2531-2535)。以上得到的均为二元银基硫化物和银的异质结构，尚未发现有三元银基硫化物和银形成异质结的报道。且上述报道的反应体系中如果加入其他金属无机盐作为反映前驱物，其结果亦难以得到三元甚至更多元的银基硫化物和银的异质结构，因为不同的金属反应活性不同，使其合成过程变得难以控制。

因此，现有合成技术的缺陷是采用了复杂的两步或多步合成路径，合成效率和可控性有待改善。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够控制所得材料的形貌、尺寸和组成的Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料的制备方法，采用以下步骤：

(1)将溶剂、银源和锡源置于反应器中，抽真空除水除氧，磁力搅拌，控温加热到60℃维持30分钟，使反应物充分溶解，此后将整个反应体系通入保护气直至反应结束；

(2)将上述反应体系控温加热到100-180℃，用注射器注入硫源，加热到200-300℃并保持10-90分钟；

(3)待反应结束后，通过离心分离获得产物，并无水乙醇洗涤；在所得沉淀中加入三氯甲烷分散并以8000rpm的转速离心分离产物，将上层溶液取出挥发溶剂，即得到Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料。

优选的，溶剂选自油胺、十八碳烯、油酸或脂肪酸中的至少一种。银源选自硝酸银、醋酸银或乙酰丙酮银中的至少一种。锡源选自草酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氯化锡、乙酸锡或乙酸亚锡中的至少一种。银源和锡源中，银和锡的摩尔比为0.08-0.8∶0.01-0.1。

优选的，硫源选自硫化钾、硫代硫酸钠、硫脲、二硫化碳、硫代乙酰胺、α-安息香肟、乙硫醇、叔十二烷基硫醇或正十二烷基硫醇中的至少一种。锡源和硫源中，锡和硫的摩尔比为0.01-0.1∶0.06-0.6。

制备得到的Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料由单质Ag与Ag₈SnS₆复合而成，其中，单质Ag的物相为四方相，Ag₈SnS₆的物相为正交相，该纳米材料的微观结构为以Ag为顶点，Ag₈SnS₆为基座的金字塔状，其尺寸在10-20纳米。

制备得到的Ag-Ag₈SnS₆异质二聚体纳米材料可以作为染料敏化太阳能电池对电极材料应用。