[发明专利]一种辐射状硒纳米管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种室温合成辐射状硒纳米管的方法，包括以下步骤：1)将PVP溶于水中再加入硒源，然后在磁力搅拌下加入抗坏血酸，离心洗涤得无定形的硒纳米颗粒；2)将所得无定形的硒纳米颗粒分散在无水乙醇中，离心洗涤，即得辐射状硒纳米管。本发明首次提出一种室温合成辐射状硒纳米管的方法，涉及的制备方法简单，反应条件温和，产物产量高，原材料廉价易得，安全环保，制备的硒纳米管尺寸均一，在新能源及光伏产业方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无机纳米功能材料技术领域，具体涉及一种辐射状硒纳米管及其制备方法。

背景技术

硒是红色的单斜晶体，还有一种更稳定的硒，是灰色的六方菱形晶体，具有金属光泽，红硒和灰硒是硒的同素异形体。红硒在受热后，会迅速变成灰硒。灰硒的熔点为217℃沸点为600℃，相对溶度4.26-4.28。灰硒的重要特性是他具有典型的半导体性能，可用于无线电的检波和整流。硒整流器具有耐负荷，耐高温，电稳定好等特点。硒对光非常敏感，据测定，在充足的阳光照射下，硒的导电率比在黑暗时大四倍。这样，硒被用来制造光敏电阻和光电管，在自动控制、电视等方面有着广泛的用途，硒还被制作成光电池。在化学工业上，硒用作石油裂解的催化剂。在橡胶中加入少量的硒，可以使橡胶的耐磨性提高50％，燃料工业也消耗大量的硒。

通过最新研究表明，硒在新能源领域也具有很大的应用潜力，在锂硫电池的研究逐渐深入中，硒被发现是硫很好的替代品，一方面硒的导电性远高于硫，另一方面硒与硫具有相当的体积理论比容。现有的合成硒纳米管的方法单一，合成工艺复杂，环境不友好，且产量较低，而且要经过高温水热反应来控制晶体生长。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有辐射状硒纳米管及其制备方法，利用硒在不同溶剂中的溶解度不同的特性，使无定形硒向更加稳定的六方相硒的转变，制备结晶性良好的具有辐射状硒纳米管，且涉及制备方法简单，反应条件温和，产物产量高，环境友好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有辐射状硒纳米管，其特征在于，它包括节点及由该节点向四周辐射的中空纳米管；所述纳米管的外径为400～800nm，长度为6～12μm。

上述一种辐射状硒纳米管的制备方法，包括如下步骤：

1)制备无定形硒前驱体：将PVP溶于水中再加入硒源得透明溶液I，然后在磁力搅拌下加入抗坏血酸得反应体系，并反应得砖红色溶液II，离心洗涤得无定形的硒纳米颗粒；

2)制备辐射状硒纳米管：将步骤1)所得硒纳米颗粒均匀分散在有机溶液中得悬浊液III，静置一段时间，得灰色悬浊液，离心洗涤，即得辐射状硒纳米管。

按上述方案，所述PVP的质量分数为5000～55000，硒源为亚硒酸或亚硒酸钠等。

按上述方案，所述抗坏血酸与硒源的摩尔比为2:(1～1.5)。

按上述方案，步骤1)中所述反应体系中亚硒酸的质量浓度为0.02～0.05g/ml，PVP质量浓度为0.02～0.04g/ml，抗坏血酸质量浓度为0.03～0.06g/ml。

按上述方案，步骤1)中反应时间为3～6h。

按上述方案，步骤2)中所述静置时间为6～12h，温度室温。

按上述方案，所述悬浊液III中硒纳米颗粒的含量为0.002～0.005g/ml。

本发明的有益效果为：