[发明专利]一种纳米多孔碲的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米多孔碲的制备方法，属于纳米材料、多孔材料制备技术领域。

背景技术

碲，是一种窄带半导体材料，具有优良的光学、光电和热电性能，是制作半导体，制冷元件，光电元件等的理想材料，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”，“是当代高技术新材料的支撑材料”。同时，由于其独特的各向异性的生长倾向和潜在的应用，合成碲的纳米结构引起了科学界越来越多的重视。目前，有研究表明纳米结构的碲，可赋予碲在光导、热电、光电、压电以及非线性光感应等领域更多独特的优势。如在2010年的文献J. Mater. Chem.第20期2457–2463页公开的名称为“Formation of single-crystal tellurium nanowires and nanotubes via hydrothermal recrystallization and their gas sensing properties at room temperature”中采取尺寸可控的水热法制得尺寸均一的碲纳米线可在室温条件下用于氨气气压感应器。又如在2011年的文献J. Chin. Chem. Soc.第58期732-738页公开的名称为“Selective Tellurium Nanowire-based Sensors for Mercury(II) in Aqueous Solution”中采取氧化碲被还原的方法制得的碲纳米线用于水相中二价汞离子的感应监测。除此之外，纳米结构的碲还可作为模板用于制备一维纳米材料，如在2009年的文献J. Phys. Chem. C第20期1727–1737页公开的名称为“Tellurium nanowire-induced room temperature conversion of graphite oxide to leaf-like graphenic structures”中碲纳米线可促进氧化石墨烯转变为叶状结构的石墨烯。三维纳米多孔材料由于多孔结构的引入，不仅具有特殊的多孔微观形貌，还具有比表面积高、孔道结构丰富、孔径可调等特点，在催化、吸附、离子交换和电化学储能等方面都得到了广泛的应用。因此，制备比表面积大、孔隙率高的纳米多孔碲材料对推动碲的应用与发展具有重要的现实意义。但对于批量化制备三维纳米多孔结构的碲还没有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米多孔碲的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纳米多孔碲的制备方法，所述制备方法是指将造孔剂与碲粉研磨均匀得到混合体，静态加热混合体到全部熔融，再自然冷却到室温得到固化前驱体，将固化前驱体置入能溶解造孔剂的溶剂中，使造孔剂溶解完全，取出未溶解的固体，使用去离子水清洗并干燥，即得纳米多孔碲材料，制备方法按以下步骤进行：

a 将造孔剂置入盛有碲粉的研钵中，研磨30~60分钟，以保证造孔剂和碲粉充分混合，得到混合体，其中造孔剂与碲粉质量比例为0.1~10；

b 将步骤a中造孔剂和碲粉的混合体静态加热到全部熔融后停止加热，自然冷却到室温，得到固化前驱体；

c 将步骤b中的固化前驱体置入溶解造孔剂的溶剂中浸泡，待造孔剂溶解完全后，取出未溶解的固体，再使用去离子水清洗，在60~90 ºC下干燥后即得所述纳米多孔碲材料。

所述造孔剂为硫粉或硒粉中的一种。

所述溶解造孔剂的溶剂为二硫化碳或苯或四氯化碳或二氯甲烷中的一种。

所述纳米多孔碲材料孔径为10~100nm。

由于采用了以上技术方案，本发明的纳米多孔碲材料的制备方法，采用低熔点的碲粉为基体主体材料，利用研磨搅拌的方法使造孔剂和碲粉充分混合，再静态加热使造孔剂与碲粉共同熔融，冷却后采用造孔剂溶剂使造孔剂得到充分溶解而在主体材料基体中留下纳米级的多孔，制备得到纳米多孔碲材料。采用溶解造孔剂的方法制备纳米孔，通过改变造孔剂与碲的质量比，可制备不同孔径的纳米多孔碲。碲达到纳米级别，其光导、热电、光电、压电以及非线性光感应等性能都得到了提高。本发明制备的纳米多孔碲较一维纳米碲，具备更大的比表面积及丰富孔道结构，在用于催化、吸附、离子交换和电化学储能等方面能够表现出更优异的性能。该制备方法设计独特、合成速度快、加热温度低、时间短，可以解决传统制备工艺(如“高温烧结法”)中由于加热温度高，时间长而无法形成纳米孔和保留纳米组织的问题，操作简单方便，故本发明的方法一经推广应用后，必将产生巨大的社会效益和经济效益。

具体实施方式