專利名稱：溶劑熱法合成納米花球狀In₂Se₃(DETA)雜化材料的方法
技術領域：
本發明屬于光電半導體納米材料合成技術領域，涉及無機有機雜化材料的合成方法，特別涉及一種溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法。
背景技術：
隨著納米技術的不斷發展，納米技術已被廣泛用于光、電、磁和催化等多方面領域，具有新穎復雜結構等特殊形貌的納米材料能夠提供更多的機會去探索其新的性質。因而，科學家們正致力于研究對納米材料的組成、結構、形態、尺寸和排列等的控制，以制備符合各種預期功能的納米材料。由納米基本單元(如納米顆粒、納米線、納米片、納米帶、納米棒)組成的不同形態及微觀結構的聚集體，以及由此構筑成的納米功能材料和納米器件，因其獨特的性能而備受人們的關注。但是，直接在結構單元的接觸點上組裝成為擁有可控形 貌和均勻大小尺寸的三維結構是很困難的。過去幾年，人們合成了各種規則的超結構，其中包括樹狀結構、蜂窩狀結構，鳥巢狀結構、花狀結構等等。其中，以三維花狀結構為代表的具有高度規整尺寸和形貌的材料的可控制備和生長機制的研究，一直是材料科學界的研究熱點之一 O無機有機雜化材料作為一種新型材料，其獨特的性能被廣泛應用于光電二極管和太陽能電池等高科技裝置上，因此引起了人們極大的重視。將無機材料和有機材料結合在一起形成一種新型的具有特殊結構的無機有機雜化材料，能夠增強無機材料的光、電、磁等性質，以及改善無機材料的剛性和熱力學穩定性，同時還能改善有機物質的結構多樣性、靈活性、幾何可控性和其他優異的性質。由于此類材料綜合了無機有機材料各自的優點，具有較高的穩定性和剛性，在力學、光學、熱學、電磁學和生物學等方面具有許多優異性能，因而成為材料科學研究的熱點。雜化材料的應用前景極其廣闊，其力學及機械性能優良，韌性好、熱穩定好，使其適于用作耐磨及結構材料；該材料中無機物含量可控、質量輕、便于加工，可用于制造交通工具、飛機部件等；其高阻隔性、各向異電性，可用于制造各種容器、油箱等；優異的光學性能，在光學尤其是非線性光學領域大有用武之地；采用不同的雜化組分可賦予雜化材料優良的電性能，適用于開發電器、電子、光電產品。在眾多雜化材料的合成方法中，溶劑熱法能夠提供低溫、可控的條件，是一種環境友好，具有巨大前景的合成方法。通過調節溶劑的組成、反應時間、反應溫度，表面活性劑的種類和質量等，可以實現對粒子的結晶相、結構、大小的控制。溶劑熱合成方法中，應用不同的有機分子作為模板和穩定劑，可以合成許多種不同種類的新型雜化材料。該雜化材料的組成形式一般是MQ(I)x,其中MQ是金屬鹵族化合物或金屬氧族化合物，I為有機物，一般為單元或多元胺；MQ無機材料和I有機分子通過共價鍵結合在一起形成穩定的結構。Yu.課題組應用二乙烯三胺(DETA)，水合肼，去離子水合成了 ZnSe (DETA)a5納米帶，Xi.課題組用乙二胺，油酸，十六烷基胺和乙醇合成了 ZnS*ena5納米棒，Yu.課題組用二乙烯三胺和去離子水合成了 CoSe2-DETA納米帶雜化材料。這些雜化材料具有巨大的量子局限效應，在光吸收區域表現出大面積藍移現象。而硒化銦作為一種很好的η型光電半導體材料，可以被廣泛的應用于鋰電池、太陽能電池、光電器件能裝置上。物質的形貌決定性質，所以合成不同形貌的硒化銦雜化材料，進一步研究雜化材料的性質是很有必要的。盡管人們已經合成眾多類型的雜化材料，但對硒化銦雜化材料的合成卻鮮有報道。

發明內容
本發明提供了一種溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法。一種溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3 (DETA)雜化材料的方法，是以銦鹽和硒粉為反應物，以二乙烯三胺(DETA)、乙二醇(EG)為溶劑，在內襯為聚四氟乙烯的反應釜中經溶劑熱反應，洗滌分離后真空干燥而成。從生長機理上推斷，該方法適合其他無機有機雜化材料的合成。本發明的技術方案是，溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法，
將銦鹽、硒粉置于內襯為聚四氟乙烯的反應釜中，加入二乙烯三胺和乙二醇混合溶液作為溶劑，攪拌均勻，反應溶液占所述反應釜總體積的6(Γ80%，然后將反應釜于16(Tl80°C反應12^24 h，冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌并分離后真空干燥制得而成。本發明中所述的銦鹽和硒粉的摩爾比是2 :3，所述的銦鹽為水合硝酸銦、氯化銦、溴化銦中任意的一種，所述的二乙烯三胺、乙二醇的體積比為11 :4，所述的真空干燥溫度為60°C,干燥時間為6h。根據本發明所述方法合成的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料，是由大面積的三維花狀結構組成，每朵花的直徑在2 3微米，而該花是由長方形納米片通過一個點向四周輻射而構成，納米片的表面比較光滑，厚度在30nm左右。另外，該花球狀結構沒有團聚現象，分散性很好，結晶性高。有益效果
本發明制備方法綠色環保、操作簡單、可控性強、成本低廉、得到的產物結晶性好、產量聞。


圖I制備的納米花球狀In2Se3 (DETA)雜化材料的X射線衍射分析圖(XRD)。圖2制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的低倍掃描電鏡圖(SEM)。圖3制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的高倍掃描電鏡圖(SEM)。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進行詳細說明，以使本領域技術人員更好的理解本發明，但本發明并不局限于以下實施例。實施例I :
(1)分別用電子天平稱取O.0764g(0. 2mmol)水合硝酸銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用IOml移液管分兩次精確量取Ilml二乙烯三胺，用5ml移液管精確量取4ml乙二醇于(I)中反應爸，此時溶液體積為該反應爸的60%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。圖I是制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的XRD 圖2是制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的低倍SEM圖，從圖中可以看出，該結構是由大面積的三維花狀結構所組成的，每個花的直徑在2 3微米左右，而花由規整的納米片所組裝而成；
圖3是制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的高倍SEM圖，從圖中可以看出，組成花狀結構納米片的厚度為30nm。
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實施例2:
(1)分別用電子天平稱取O.0442g(0. 2mmol)氯化銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用IOml移液管分兩次精確量取Ilml二乙烯三胺，用5ml移液管精確量取4ml乙二醇于(I)中反應爸，此時溶液體積為該反應爸的60%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。實施例3:
Cl)分別用電子天平稱取O. 071g(0. 2mmol)溴化銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用IOml移液管分兩次精確量取Ilml二乙烯三胺，用5ml移液管精確量取4ml乙二醇于(I)中反應爸，此時溶液體積為該反應爸的60%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。實施例4:
(1)分別用電子天平稱取O.1825g(0. 4mmol)水合硝酸銦,O. 0474g(0. 6mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的50ml反應釜中；
(2)分別用25ml量筒精確量取22ml二乙烯三胺，用IOml量筒精確量取8ml乙二醇于
(I)中反應釜，此時溶液體積為該反應釜的60%，用直徑為2cm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。實施例5
(1)分別用電子天平稱取O.0764g(0. 2mmol)水合硝酸銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用25ml量筒量取22ml二乙烯三胺，用IOml量筒量取8ml乙二醇于 50ml燒杯中,用玻璃棒攪拌3min,使兩種溶液均勻混合；
(3)用25ml量筒量取(2)中混合液20ml于(I)中反應釜，使溶液體積為該反應釜總體積的80%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(4)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。實施例6:
(1)分別用電子天平稱取O.0764g(0. 2mmol)水合硝酸銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用IOml移液管分兩次精確量取Ilml二乙烯三胺，用5ml移液管精確量取4ml乙二醇于(I)中反應爸，此時溶液體積為該反應爸的60%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入180°C烘箱中恒溫12h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色的In2Se3(DETA)粉末。 實施例7
(1)分別用電子天平稱取O.0764g(0. 2mmol)水合硝酸銦，O. 0237g(0. 3mmol)硒粉于內襯為聚四氟乙烯的25ml反應釜中；
(2)分別用IOml移液管分兩次精確量取Ilml二乙烯三胺，用5ml移液管精確量取4ml乙二醇于(I)中反應爸，此時溶液體積為該反應爸的60%,用直徑為Icm的磁子在600rpm轉速下攪拌IOmin ；
(3)將反應釜密封，放入160°C烘箱中恒溫24h，自然冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌6遍，于60°C真空烘箱中干燥6h，得到黃色In2Se3(DETA)粉末。
權利要求
1.ー種溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法，其特征在于，以銦鹽和硒粉為反應物，以ニこ烯三胺、こニ醇為溶劑，在內襯為聚四氟こ烯的反應釜中經溶劑熱反應，洗滌分離后真空干燥而成。
2.根據權利要求I所述的溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法，其特征在于，所述的溶劑熱反應包括將銦鹽、硒粉置于內襯為聚四氟こ烯的反應釜中，加入ニこ烯三胺和こニ醇混合溶液作為溶劑，攪拌均勻，反應溶液占所述反應釜總體積的6(Γ80%，然后將反應釜于16(T18(TC反應12 24 h，冷卻至室溫，用無水こ醇洗滌并分離后真空干燥制得而成。
3.根據權利要求I或2所述的溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法，其特征在于，所述的銦鹽和硒粉的摩爾比是2 :3，所述的銦鹽為水合硝酸銦、氯化銦、溴化銦中任意的ー種，所述的ニこ烯三胺、こニ醇的體積比為11 :4，所述的真空干燥溫度為60°C，干燥時間為6h。
4.根據權利要求Γ3所述方法合成的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料，其特征在于 所述的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料是由大面積的三維花狀結構組成，每個花的直徑在2 3微米，花球狀結構納米片的厚度為30nm。
全文摘要
本發明屬于光電半導體納米材料合成技術領域,涉及無機有機雜化材料的合成方法，特別涉及一種溶劑熱法合成納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料的方法。本發明以銦鹽和硒粉為反應物，以二乙烯三胺(DETA)，乙二醇(EG)為溶劑，在內襯為聚四氟乙烯的反應釜中經溶劑熱反應，洗滌分離后真空干燥而成。從生長機理上推斷，該方法適合其他無機有機雜化材料的合成。所制備的納米花球狀In2Se3(DETA)雜化材料，由大面積三維花狀結構組成，每個花的直徑在2~3微米，是由長方形納米片通過一個點向四周輻射而構成，納米片的表面光滑，厚度在30nm左右；該花狀結構沒有團聚現象，分散性很好，結晶性高。本發明所公開的制備方法綠色環保、操作簡單、可控性強、成本低廉、得到的產物結晶性好、產量高。
文檔編號C01B19/00GK102849687SQ20121034834
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者施偉東, 劉裴, 于帥, 范偉強 申請人:江蘇大學