CN100503444C - CdS、CdSe或CdTe空心纳米环及其制法 - Google Patents
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Abstract
CdS、CdSe或CdTe空心纳米环，它们为六边形外形，外对角线长200-260纳米，内对角线长50-70纳米，环体内部为空心结构。其中：CdS空心纳米环或CdSe空心纳米环为六方相；CdTe空心纳米环为立方相。本发明的CdS、CdSe或CdTe空心纳米环可以应用于制备生物传感器件或微电子器件。本发明公开了其制法。
Description
技术领域
本发明涉及CdS、CdSe或CdTe空心纳米环及其制法。其制法是用Cd(OH)2转化法制备CdS、CdSe或CdTe空心纳米环。
背景技术
近年来，环状纳米结构引起了科学家广泛的兴趣，它具有非常新颖的物理化学性质，例如磁性纳米环可以维持一种稳定的涡流态，从而可以用于高密度磁性随机存储器[参见：J.G.Zhu，Y.F.Zheng，G.A.Prinz，J.Appl.Phys.2000，87，6668]，金纳米环在其环内展现出增强的局域电磁场[参见：J.Aizpurua，P.Hanarp，D.S.Sutherland，et al.Phys.Rev.Lett.2003，90，57401]，同时在纳米金属环中的超导现象也得到了研究[参见：E.M.Q.Jariwala，P.Mohanty，M.B.Ketchen，et al.Phys.Rev.Lett.2001，86，1594]。镉的硫属化合物是一类重要的半导体材料，在光电子器件、太阳能转换、生物标记、疾病检测等方面都具有很重要的应用[参见：(a)Y.P.Rakovich，J.F.Donegan Semicond.Sci.Technol.2007，22，145.(b)Z.H.Hu，M.D.Fischbein，C.Querner，et al.Nano Lett.2006，6，2585-2591.(c)F.Q.Hu，Y.L.Ran，Z.A.Zhou，et al.Nanotechnology 2006，17，2972.(d)R.S.Singh，V.K.Rangari，S.Sanagapalli，et al.Sol.Energy Mater.Sol.Cells 2004，82，315.]。除了少量文献报道了自组装法构建CdS纳米环外[参见：B.Liu，H.C.Zeng，J.Am.Chem.Soc.2005，127，18262]，到目前为止CdS、CdSe或CdTe空心纳米环还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种CdS、CdSe或CdTe空心纳米环及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
CdS、CdSe或CdTe空心纳米环，它们为六边形外形，外对角线长200-260纳米，内对角线长50-70纳米，环体内部为空心结构。
上述的空心纳米环，CdS空心纳米环或CdSe空心纳米环为六方相。
上述的空心纳米环，CdTe空心纳米环为立方相。
一种制备CdS、CdSe、或CdTe空心纳米环的方法，它是将Cd(OH)2纳米环分别加入到含有等物质的量的硫代乙酰胺、Na2SeSO3或NaHTe的水溶液(溶液浓度为0.05-0.2mol/L)中，反应20分钟，将产物进行离心分离，用蒸馏水、乙醇依次洗涤沉淀物，然后将所得到的沉淀物置于60℃烘箱中烘干，即分别制得CdS、CdSe或CdTe空心纳米环。
上述的Cd(OH)2纳米环可以按照文献J.J.Miao，R.L.Fu，J.M.Zhu，et al.Chemical Communications 2006，28，3013制备。
本发明的产物经XRD测定，结果表明CdS和CdSe空心纳米环为纯的六方相以及CdTe空心纳米环为立方相。峰的位置与强度都与文献值分别匹配[参见：Joint Committee on Powder Diffraction Standards(JCPDS)，File No 41-1049、77-2307、75-2086]。没有发现杂相峰，表明产品的纯度比较高。通过TEM照片，观察到本发明的空心纳米环形貌都很相似，为六边形外形，外径200-260纳米，内径50-70纳米，环体内部为空心结构。
本发明的制备CdS、CdSe或CdTe空心纳米环的方法原料简单易得、条件温和、耗时短、简便易行，所得的产物为纯的六方相CdS或CdSe空心纳米环以及立方相的CdTe空心纳米环。峰的位置与强度都与文献值分别匹配，本发明的空心纳米环形貌都很相似，为六边形外形，外径200-250纳米，内径50-70纳米，环体内部为空心结构。
本发明的CdS、CdSe或CdTe空心纳米环可以应用于制备生物传感器件或微电子器件。
附图说明
图1为CdS、CdSe和CdTe空心纳米环的X射线粉末衍射图和TEM照片，图1a为CdTe的X射线粉末衍射图；图1b为CdTe的TEM照片；图1c为CdSe的X射线粉末衍射图；图1d为CdSe的TEM照片；图1e为CdS的X射线粉末衍射图；图1f为CdS的TEM照片。
具体实施方式
实施例1.CdTe空心纳米环的制备
将1.5mmol Cd(OH)2纳米环加入到含有1.5mmol NaHTe的30ml水溶液中，氮气保护下搅拌反应20分钟，将产物进行离心分离，用蒸馏水、乙醇依次洗涤沉淀物，然后将所得到的沉淀物置于60℃烘箱中烘干。XRD测定结果(见附图1a)表明产物为纯的立方相的CdTe，没有发现杂相峰，表明产品的纯度比较高。通过TEM照片(附图1b)，观察到CdTe环产物为六边形外形，外径200-260纳米，内径50-70纳米，环体内部为空心结构，附图b中的扫描电镜插图可以清晰的看到内部为空心。
实施例2.CdTe空心纳米环的制备
将Cd(OH)2纳米环和NaHTe的用量改为6mmol，水溶液体积为30ml，制备的其他条件同实施例1。得到晶体结构和形态都类似于实施例1的产品。
实施例3.CdTe空心纳米环的制备
将反应时间改为30分钟，制备的其他条件同实施例1。得到晶体结构和形态都类似于实施例1的产品。
实施例4.CdSe空心纳米环的制备
将NaHTe换成Na2SeSO3，制备的其他条件同实施例1。得到CdSe纳米空心环，XRD测定结果如附图1c所示，表明产物为纯的六方相的CdSe，没有发现杂相峰。通过TEM照片(附图1d)，观察到CdSe环产物为六边形外形，外径200-260纳米，内径50-70纳米，环体内部为空心结构。
实施例5.CdSe空心纳米环的制备
将Cd(OH)2纳米环和Na2SeSO3的用量改为6mmol，水溶液体积为30ml，制备的其他条件同实施例4。得到晶体结构和形态都类似于实施例4的产品。
实施例6.CdSe空心纳米环的制备
将反应时间改为30分钟，制备的其他条件同实施例4。得到晶体结构和形态都类似于实施例4的产品。
实施例7.CdS空心纳米环的制备
将NaHTe换成硫代乙酰胺，制备的其他条件同实施例1。得到CdS纳米空心环，XRD测定结果如附图1e所示，表明产物为纯的六方相的CdS，没有发现杂相峰。通过TEM照片(附图1f)，观察到CdS环产物为六边形外形，外径200-260纳米，内径50-70纳米，环体内部为空心结构。
实施例8.CdS空心纳米环的制备
将Cd(OH)2纳米环和硫代乙酰胺的用量改为6mmol，水溶液体积为30ml，制备的其他条件同实施例7。得到晶体结构和形态都类似于实施例7的产品。
实施例9.CdSe空心纳米环的制备
将反应时间改为30分钟，制备的其他条件同实施例7。得到晶体结构和形态都类似于实施例7的产品。
Claims (4)
1.CdS、CdSe或CdTe空心纳米环，其特征是：它们为六边形外形，外对角线长200-260纳米，内对角线长50-70纳米，环体内部为空心结构。
2.根据权利要求1所述的空心纳米环，其特征是：CdS空心纳米环或CdSe空心纳米环为六方相。
3.根据权利要求1所述的空心纳米环，其特征是：CdTe空心纳米环为立方相。
4.一种制备权利要求1所述的CdS、CdSe或CdTe空心纳米环的方法，其特征是：将Cd(OH)2纳米环分别加入到含有等物质的量的硫代乙酰胺、Na2SeSO3或NaHTe的水溶液中，硫代乙酰胺、Na2SeSO3或NaHTe水溶液的浓度为0.05-0.2mol/L，氮气保护下搅拌反应20-30分钟，将产物进行离心分离，用蒸馏水、乙醇依次洗涤沉淀物，然后将所得到的沉淀物置于60℃烘箱中烘干，即分别制得CdS、CdSe或CdTe空心纳米环。
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