[发明专利]一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银及其制备方法和应用，银和碲的化学计量比为4.53:3，包括以下步骤：将亚碲酸钠和聚乙烯吡咯烷酮在去离子水中溶解，通过磁力搅拌器搅拌使溶液充分分散溶解，再加入水合肼和碱性溶液，并放入水热反应釜中，密封后放入烘箱反应，将得到的溶液离心洗涤，得到含有银灰色二维碲纳米晶体的溶液，将硝酸银在去离子水中溶解得到硝酸银溶液，将硝酸银溶液滴加到含有银灰色二维碲纳米晶体的溶液中,室温下搅拌反应，待银灰色的溶液变为黄绿色，继续滴加硝酸银溶液，直到变为灰绿色结束。本发明高稳定性和方法的简单，具有非对称中心结构，作为纳米压电发电机的应用。

技术领域

本发明涉及二维纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银及其制备方法和应用。

背景技术

硫族碲化物在信息技术、半导体科学、光电和热电等多个方面显示特殊的性能和潜在的巨大应用。碲化银作为一种窄带隙的半导体，表现出很大的磁阻效应、良好的导电性以及潜在的热电性能。在碲化银这个系统中，银和碲的比例可以在1:1与1:2之间，它的这三种计量比决定了其晶体结构和表现的性能完全不同。这三种化合物分别是粒碲银矿（expressite）AgTe、赫斯矿（hessit）Ag₂Te和方铅矿（stuetizite）Ag_4.53Te₃。AgTe和Ag₂Te的纳米晶体的合成以及性能备受关注和研究。但是方铅矿的研究受限于其合成难度较高，反应产物不易控制，而且其结构相对复杂。在这三种计量比的化合物中，方铅矿Ag_4.53Te₃具有P-62m空间群的晶体结构，所以它具有非中心对称结构的特征。因此，除了它本身的热电性能以外，还有可以作为自供能系统中的压电材料。最后，原子级厚度的二维方铅矿Ag_4.53Te₃的制备和表征还未曾有报道。

液相法作为一种低成本、高效和灵活的方法而常被采用。如果通过两种元素直接反应，很容易出现许多副产物，而且难以控制产物的形貌、结晶度和化学计量比。因此，需要引入模板法来研究生成二维方铅矿Ag_4.53Te₃来维持二维碲片模板的形貌和较高的结晶度变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银及其制备方法和应用，以二维碲片作为模板，在室温条件下引入一价银离子，可以生长出维持二维碲片模板的形貌和较高的结晶度，然后对其结构表征，合成的新物相二维方铅矿Ag_4.53Te₃可以用来研究纳米压电发电机产生压电电荷的实验，从而为新物相二维方铅矿Ag_4.53Te₃研究提供实验数据支撑，进而为广泛应用在平板显示器、太阳能电池等柔性可穿戴设备中提供理论依据。

本发明一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银，银和碲的化学计量比为4.53:3。

本发明一种基于二维碲模板法合成新物相二维方铅矿碲化银的制备方法，包括如下步骤：

S1：将摩尔比为52.4:1的亚碲酸钠和聚乙烯吡咯烷酮在25-33ml去离子水中搅拌溶解，得到溶液A，将体积比为1:2的水合肼和碱性溶液混合形成溶液B加入到溶液A中，溶液B与溶液A的体积比为0.15-0.2，并放入水热反应釜，密封后放入烘箱反应，得到产物C。

S2：将产物C离心洗涤，得到含有银灰色二维碲纳米晶体的溶液D。

S3：将硝酸银在去离子水中溶解得到浓度为1-10mg/mL的硝酸银溶液，将硝酸银溶液滴加到溶液D中,溶液D和硝酸银溶液的体积比为10:1-10:5，室温下搅拌反应，待银灰色的溶液变为黄绿色，继续滴加硝酸银溶液，待黄绿色溶液变为灰绿色，反应结束生成二维方铅矿Ag_4.53Te₃。