[发明专利]一种带状框形ZnSe纳米材料及其制备方法和在比色检验重金属离子中的应用

说明书

本发明公开了一种带状框形ZnSe纳米材料及其制备方法和在比色检验重金属离子中的应用，是：首先将溶有硒粉的水合肼和氯化锌水溶液在反应釜中高温反应，获得ZnSe·0.5N₂H₄纳米带前驱体；然后将ZnSe·0.5N₂H₄纳米带前驱体和聚乙烯吡咯烷酮、去离子水加入反应釜中，在高温下完全释放肼，从而获得带状框形ZnSe纳米材料。本发明通过水热法获得了一种带状框形ZnSe纳米材料，该制备方法操作安全、过程简单、原材料价格低廉，基于所获得的带状框形ZnSe纳米材料构建的比色试纸，可简单、快速、高效的检测重金属离子(Cu²⁺、Ag⁺、Hg²⁺)。

技术领域

本发明涉及一种带状框形ZnSe纳米材料及其制备方法和在比色检验重金属离子中的应用，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

硒化锌(ZnSe)是一种重要的宽带隙直接禁带Ⅱ-VI族半导体材料，其禁带宽度在室温下为2.67eV，具有特殊的光电特性，使其在光电探测器、太阳能电池以及光催化降解污染物等很多领域有着重要的潜在应用前景。

近年来，研究者采用不同的方法制备出了多种形貌结构的ZnSe纳米材料，主要包括真空热蒸发法、水热法、溶剂热法、化学气相沉积法、分子束外延法、溶胶-凝胶法、有机金属化学气相沉积法等。例如：中国专利CN201710217642.0报道了一种通过化学气相沉积法制备ZnSe纳米线的方法，该专利还提供了所制备的ZnSe纳米线作为光电极在太阳能光电催化分解水制氢方面的应用；中国专利CN200910113486.9报道了在金属Bi粉作为催化剂辅助下真空热蒸发法生长ZnSe单晶纳米线的方法；中国专利CN201010039137.X报道了一种在有机相中合成ZnSe荧光纳米棒的方法；中国专利CN201310224560.0报道了一种采用溶剂热法制备大尺寸ZnSe纳米片的方法。然而，这些制备方法仍然存在不足，比如制备成本高、制备过程复杂等。

同时，不同形貌的ZnSe纳米材料表现出不同的物理化学特性。因此，探索新的ZnSe纳米材料的制备方法以及新的ZnSe纳米材料的形貌，对拓展其应用具有重要意义。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明主要有以下目的：

目的一、提供一种带状框形ZnSe纳米材料及其制备方法，旨在通过原材料价格便宜、操作安全简单的方法获得新形貌的ZnSe纳米材料。

目的二、提供上述带状框形ZnSe纳米材料在比色检验重金属离子中的应用，旨在以带状框形ZnSe纳米材料构建比色试纸，来实现对重金属离子简单、快速、高效的检测。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明首先提供了一种带状框形ZnSe纳米材料的制备方法，其特点在于：首先将溶有硒粉的水合肼和氯化锌水溶液在反应釜中高温反应，获得ZnSe·0.5N₂H₄纳米带前驱体；然后将ZnSe·0.5N₂H₄纳米带前驱体和聚乙烯吡咯烷酮、去离子水加入反应釜中，在高温下完全释放肼，从而获得带状框形ZnSe纳米材料。具体包括如下步骤：

步骤1、将0.3-0.4mmol硒粉用20mL水合肼溶解后，加入反应釜中；将0.1-0.3mmol氯化锌溶解在20mL去离子水中，然后逐滴加入到反应釜中，再室温磁力搅拌1h；将反应釜放入140-200℃烘箱中反应8-12h；反应结束后，冷却至室温，所得产品经离心清洗，获得ZnSe·0.5N₂H₄纳米带前驱体；

优选的：硒粉用量为0.4mmol、氯化锌用量为0.2mmol，硒粉与锌离子的摩尔比为Se:Zn²⁺＝2:1，硒粉过量；

优选的：反应温度为180℃、反应时间为10h；