[发明专利]一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料制备领域，具体为一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法，包括如下制备步骤：(1)将铋源和银源在常温下超声均匀分散到乙二醇溶液中；(2)将硫源和控制剂加入圆底玻璃瓶中磁搅拌均匀；(3)一步溶剂热法制备得到AgBiSsubgt;2/subgt;纳米材料：将(1)种的铋源和银源加入(2)中硫源的玻璃瓶中搅拌并加热至70～90℃反应0.5～2h；(4)将(3)中反应结束的反应物倒至反应釜中放入烘箱中，在设定温度下反应一定时间得到黑色混浊物，经真空泵抽滤分离，抽虑过程中用去离子水和无水乙醇进行多次洗涤；(5)将(4)中洗涤好的产物放入烘箱中干燥，在设定干燥温度下干燥完全后得到目标材料样品，得到的AgBiSsubgt;2/subgt;材料呈现梭子状，尺寸均一，纯度高。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，特别是一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法

背景技术

硫系半导体是一种很有前途的材料，在催化、能量储存和转换以及光电子器件等领域有着潜在的应用前景，是第三代太阳能电池光伏器件用半导体材料。因为硫系半导体具有环境稳定性、制造成本低和用途广泛等优势，在未来电子行业有着巨大潜力。

硫系半导体的物理和化学性质与无机纳米材料的形状、尺寸和结构密切相关，通过采用溶液化学方法，获得了各种硫系材料所需的形状、晶体结构和形态。最近，三元硫系化合物I-V-VI₂(其中I＝铜、银、金；V＝As，Sb，Bi；及VI＝S、Se，Te)得到了广泛关注，因为它们显示出可调的电子和光学特性，适用于太阳能电池、热电和相位电荷存储器件以及线性、非线性和光电子器件。二硫化银铋(AgBiS₂)以两种结构相存在，即低温相β-AgBiS₂为六方结构，高温相α-AgBiS₂为立方结构，相变温度为468±5K。立方相AgBiS₂具有～0.8eV的直接带隙，高吸收系数α＝～10⁵cm^-1(λ＝600nm)，已被证明在如量子点太阳能电池，热电器件等不同领域有潜在的应用。AgBiS₂材料无毒害，地球资源丰富，这使其成为高效太阳能吸收器的潜在候选材料。然而，在可控形状和尺寸的AgBiS₂的合成中，仍然是一个重大挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种梭子状二硫化银铋纳米材料的制备方法，实现对二硫化银铋纳米材料结构和尺寸的调控。

本发明采用的技术方案如下：

一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将铋源和银源在常温下超声均匀分散到乙二醇溶液中；

(2)将硫源和控制剂加入圆底玻璃瓶中磁搅拌均匀；

(3)一步溶剂热法制备得到AgBiS₂纳米材料：将(1)种的铋源和银源加入(2)中硫源的玻璃瓶中搅拌并加热至70～90℃反应0.5～2h，其中，搅拌速度先快后慢，转速为300～1200r/min，加热升温速度为5～8℃/min；

(4)将(3)中反应结束的反应物倒至反应釜中放入烘箱中，在设定温度下反应一定时间得到黑色混浊物，经真空泵抽滤分离，抽虑过程中用去离子水和无水乙醇进行多次洗涤；

(5)将(4)中洗涤好的产物放入烘箱中干燥，在设定干燥温度下干燥完全后得到目标材料样品，得到的AgBiS₂材料呈现梭子状，尺寸均一，纯度高。

作为优选，所述铋源采用柠檬酸铋、柠檬酸铋铵、乙酸铋中的一种或多种。

作为优选，所述硫源采用硫代硫酸钠、1.3-二甲基硫脲、N-甲硫脲、氨基硫脲、四甲基硫脲、1.3-二乙基硫脲、硫脲中的一种或多种。

作为优选，所述银源采用硝酸银、高氯酸银和醋酸银中的一种或多种。