CN101130427A - κ－(BEDT－TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 - Google Patents
κ－(BEDT－TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101130427A CN101130427A CNA2006101125565A CN200610112556A CN101130427A CN 101130427 A CN101130427 A CN 101130427A CN A2006101125565 A CNA2006101125565 A CN A2006101125565A CN 200610112556 A CN200610112556 A CN 200610112556A CN 101130427 A CN101130427 A CN 101130427A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bedt
- ttf
- scn
- stick array
- nanometer stick
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了κ－(BEDT－TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用。本发明利用电化学氧化还原的方法，制备出基于BEDT－TTF的电荷转移型有机复合盐——κ－(BEDT－TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列，制备方法简单，产率高达90％以上；所得到的κ－(BEDT－TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列，具有良好的场发射性质，能在场效应晶体管、场发射、超导材料、太阳能电池、电开关、传感器、储氢、抗铁磁性、铁磁性等方面得到广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料及其制备方法与应用，特别是涉及κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2这类基BEDT-TTF的有机电荷转移盐纳米棒阵列及其制备方法与应用。
背景技术
基于bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene(BEDT-TTF)的电荷转移型金属有机复合物，是一类广受关注的有机功能材料，其本身有许多独特的物理化学性质。自1978年Mizunor等首先制备得到BEDT-TTF及其复合盐(BEDT-TTF)TCNQ以来(M.Mizuno，A.F.Garito，M.P.Cava，J.C.S.Chem.Comm.1978，18)，有关BEDT-TTF的电荷转移型有机复合盐的超导性、抗铁磁性、铁磁性等的研究结果不断见诸报道([1]J.M.Williams，H.H.Wang，T.J.Emge，U.Geiser，M.A Beno，K.D.Carlson，R.J.Thorn，A.J.Schultz，M.-H.Whangbo，frog.Inorg.Chem.1981，35，51；[2]Peter C.W.Leung，Thomas J.Emge，Mark A.Beno，Hau H.Wang，Jack M.Williams，Vaclav Petricek，Philip Coppens J.Am.Chem.Soc.1985，107，6184.[3]AravindaM.Kini，Urs Geiser，Hau H.Wang，K.Douglas Carlson，Jack M.Williams，W.K.Kwok，K.G.Vandervoort，James E.Thompson，Daniel L.Stupka，et al.Inorg.Chem.1990，29，2555；[4]M.Kurmoo，A.W.Graham，P.Day，S.J.Coles，M.B.Hursthouse，J.M.Caulfield，J.Singleton，L.Ducasse，P.Guionneau，J.Am.Chem.Soc.1995，117，12209；[5]L.L.Martin，S.S.Turner，P.Day，P.Guionneau，J.A.K.Howard，D.E.Hibbs，M.E.Light，M.B.Hursthouse，M.Uruichi，K.Yakushi，Inorg.Chem 2001，40，1363)，引起人们极大的兴趣。
尽管目前有许多制备这类有机电荷转移复合盐的方法([1]J.K.Jeszka，J.Ulanski and M.Kryszewski，Nature，1981，298，390；K.Kawabata，K.Tanaka andM.Mizitani，Solid.State.Commun.1990，74，83；[2]D.Schweitzer，P.Bele，H.Brunner，E.Gogu，U.Haeberlen，I.Henning，T.Klutz，R.Swietlik and H.J.Keller，Z.Phys.B-Condensed Matter，1987，67，489；[3]J.P.Farges，A.Brau and P.Dupuis，Solid.State.Commun.1985，54，531；[4]J.P.Farges，A.Brau and F.Alisahroui，Mol.Cryst.Liq.Cryst，1990，186，143；[5]J.P.Farges，and A.Brau，in“Handbookof Advanced Electronic and Photonic Materials and Devices”edited byH.S.Nalwa(Academic Press，San Diego，2001)p.329；[6]P.Batail，K.Boubekeur，M.Fourmigue，J.-C.P.Gabriel，Chem.Mater.(Review)，1998，10，3005)，但很少能得到具有规则形状的纳米尺寸材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法。
本发明提供了一种具有良好场发射性能的κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列。
在本发明的阵列中纳米棒直径为50-1000nm，长度为1-10微米。
本发明纳米棒阵列的制备方法，包括如下步骤：
1)配制电解液：将BEDT-TTF、CuSCN、18-冠-6、KSCN溶解于1，1，2-三氯乙烷中，作为电解液；
2)电解：以导电基片作为电解电极进行恒电流电解，在导电基片上得到所述κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列。
其中，电解液中BEDT-TTF的浓度可选为选为0.1-1mg/ml，CuSCN的浓度为0.5-2mg/ml，18-冠-6的浓度为0.5-5mg/ml，KSCN的浓度为1-5mg/ml。
在本发明中，可选用的导电基片有很多，如铂片、ITO导电玻璃、金片、硅片等，优选为铂片或ITO导电玻璃。这些基片在使用时，需要经过预处理清洗干净。
在进行电解时，所用的电流密度对纳米棒阵列纳米棒的直径以及长度会有影响，电流密度增大，纳米棒的直径和长度都会减小；反之，电流密度减小，会增加纳米棒的直径和长度。优选的，电流密度为100-200μA/cm2之间。
本发明的另一个目的是提供本发明纳米棒阵列的用途。
发明人经过测试，本发明的κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列具有良好的场发射性质，在光物理、光化学的基础研究方面极具科学意义，在超导材料、制备场效应晶体管、场发射、太阳能电池、电开关、传感器、储氢、抗铁磁性、铁磁性等方面有广泛的应用前景。
本发明利用电化学氧化还原的方法，制备出基于BEDT-TTF的电荷转移型有机复合盐——κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列，制备方法简单，产率高达90％以上；所得到的κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列，具有良好的场发射性质，能在场效应晶体管、场发射、超导材料、太阳能电池、电开关、传感器、储氢、抗铁磁性、铁磁性等方面得到广泛应用。
附图说明
图1为铂片上κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的SEM照片；
图2为κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的场发射J-E曲线，插图为对应的FN图；
图3为铂片上κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的SEM照片；
图4为κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的场发射J-E曲线，插图为对应的FN图；
图5为ITO导电玻璃上κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列的SEM照片。
具体实施方式
实施例1、κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的制备
铂片(面积2×0.5cm2)在使用前用软砂纸打磨后，在二次水中超声洗涤20分钟，然后分别用0.1mol/L的稀盐酸超声洗涤20分钟，去离子水、丙酮和乙醇分别超声洗涤20分钟晾干。在10ml的1，1，2-三氯乙烷中加入3.5mg BEDT-TTF、8mg CuSCN、18mg 18-冠-6、8mg KSCN，迅速加热到50℃充分搅拌3小时，溶液变为橙黄色浑浊液，然后自然冷却至30℃，待溶液内未溶物沉淀至电解槽底部，插入铂片电极(阴极阳极均为铂片，面积大小均为2.0×0.5cm2)。保持电解液的温度在30℃下，通以100μA/cm2的恒定电流密度，反应4小时后在阳极铂片电极表面得到一层黑色膜状固体，干燥后经测试分析即为κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2，产率90％。
生长了海葵状κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的铂片剪下2×2mm2的小片，然后用导电胶粘在扫描电镜(SEM)样品台上测试，结果如图1，表明所得海葵状κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I直径为500-1000nm，长度可达几个微米。
实施例2、κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的场发射性质
κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的场发射性质是在室温下真空为5×10-7Pa的条件下测试，将面积为0.06cm2生长了κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的铂片用导电胶粘贴在不锈钢圆盘上作为负极，另一片不锈钢圆盘做正极，正负极之间距离为100μm。测试结果如图2，κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的开启电压为11.57Vμm-1(开启电压定义为样品产生10μAcm-2电流密度(J)时所需要的电压(E))。插图为对应的FN图(FN图是ln(I/V2)为纵坐标(1/V)为横坐标所作的图，I：电流，V：电压)。通过公式ln(I/V2)＝1/V(-6.8×αRtipφ3/2)+offset可以计算出κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列I的功函数为0.62eV，公式中α＝10，Rtip为纳米棒的半径(取平均值400nm)，αRtipφ3/2为插图中直线的斜率。
实施例3、κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的制备方法：
铂片在使用前用软砂纸打磨后，在二次水中超声洗涤20分钟，然后分别用0.1mol/L的稀盐酸超声洗涤20分钟，去离子水、丙酮和乙醇分别超声洗涤20分钟晾干。在10ml的1，1，2-三氯乙烷中加入3.5mg BEDT-TTF、8mg CuSCN、18mg 18-冠-6、8mg KSCN，迅速加热到50℃充分搅拌3小时，溶液变为橙黄色浑浊液，然后自然冷却至30℃，待溶液内未溶物沉淀至电解槽底部，插入铂片电极(阴极阳极均为铂片，面积大小均为2.0×1.0cm2)。保持电解液的温度在30℃下，通以200μA/cm2的恒定电流密度，反应4小时后在阳极铂片电极表面得到一层墨绿色膜状固体，干燥后经测试分析即为κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2，产率90％以上。
将生长了κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的铂片剪下2×2mm2的小片，然后用导电胶粘在扫描电镜样品台上测试，测试结果(如图2)表明，κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II直径为90-130nm，长度可达1个微米。
实施例4、κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的场发射性质
κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的场发射性质是在室温下真空为5×10-7Pa的条件下测试，将面积为0.06cm2生长了κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的铂片用导电胶粘贴在不锈钢圆盘上作为负极，另一片不锈钢圆盘做正极，正负极之间距离为300μm。测试结果如图4，κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的开启电压为8.33Vμm-1(开启电压定义为样品产生10μA cm-2电流密度(J)时所需要的电压(E))。插图为对应的FN图(FN图是ln(I/V2)为纵坐标(1/V)为横坐标所作的图，I：电流，V：电压)。通过公式ln(I/V2)＝1/V(-6.8×αRtipφ3/2)+offset可以计算出κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列II的功函数为3.89eV，公式中α＝10，Rtip为纳米棒的半径(取平均值60nm)，αRtipφ3/2为插图中直线的斜率。
实施例5、在其它导电基底表面的基底上制备κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒
按照实施例1的方法，以ITO导电玻璃为基片，分别在恒定电流密度100μA/cm2和200μA/cm2下进行电解，在ITO导电玻璃基片上制备得到κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列。
扫描电镜(SEM)测试结果(如图5A、图5B)表明，恒定电流密度100μA/cm2在ITO导电玻璃上所得的κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒直径为100-200nm，长度可达几微米；扫描电镜(SEM)照片(图5C、图5D)表明恒定电流密度200μA/cm2在ITO导电玻璃上所得的κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒直径为70-125nm，长度可达几微米。
Claims (7)
1.κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列。
2.根据权利要求1所述的纳米棒阵列，其特征在于：所述阵列中纳米棒直径为50-1000nm，长度为1-10微米。
3.权利要求1所述纳米棒阵列的制备方法，包括如下步骤：
1)配制电解液：将BEDT-TTF、CuSCN、18-冠-6、KSCN溶解于1，1，2-三氯乙烷中，作为电解液；
2)电解：以导电基片作为电解电极进行恒电流电解，在导电基片上得到所述κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述电解液中BEDT-TTF的浓度可选为0.1-1mg/ml，CuSCN的浓度为0.5-2mg/ml，18-冠-6的浓度为0.5-5mg/ml，KSCN的浓度为1-5mg/ml。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述导电基片为铂片或ITO导电玻璃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：电解的电流密度为100-200μA/cm2。
7.权利要求1所述κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列在制备场效应晶体管、场发射材料、超导材料、太阳能电池、电开关、传感器、储氢材料、抗铁磁性材料、铁磁性材料上的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101125565A CN101130427B (zh) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101125565A CN101130427B (zh) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101130427A true CN101130427A (zh) | 2008-02-27 |
| CN101130427B CN101130427B (zh) | 2010-08-11 |
Family
ID=39127864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006101125565A Expired - Fee Related CN101130427B (zh) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101130427B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102581298A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-18 | 山东大学 | 一种表面电荷密度连续变化的金纳米颗粒阵列 |
| CN103864820A (zh) * | 2012-06-20 | 2014-06-18 | 中国科学院化学研究所 | 有机无机杂化室温金属性的分子磁体及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1250554C (zh) * | 2004-05-24 | 2006-04-12 | 山东大学 | 合成金属et盐的纳米粉的制备方法 |
| US20060014044A1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Au Optronics Corporation | Organic light-emitting display with multiple light-emitting modules |
-
2006
- 2006-08-23 CN CN2006101125565A patent/CN101130427B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102581298A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-18 | 山东大学 | 一种表面电荷密度连续变化的金纳米颗粒阵列 |
| CN103864820A (zh) * | 2012-06-20 | 2014-06-18 | 中国科学院化学研究所 | 有机无机杂化室温金属性的分子磁体及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101130427B (zh) | 2010-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Malinauskas et al. | Conducting polymer-based nanostructurized materials: electrochemical aspects | |
| Pauporté et al. | Key growth parameters for the electrodeposition of ZnO films with an intense UV-light emission at room temperature | |
| JP4583025B2 (ja) | ナノアレイ電極の製造方法およびそれを用いた光電変換素子 | |
| CN101719421B (zh) | 一种光阳极及其柔性太阳能电池 | |
| Fang et al. | Electrochemical properties of ordered TiO2 nanotube loaded with Ag nano-particles for lithium anode material | |
| Li et al. | Nanocrystalline α-MnO2 nanowires by electrochemical step-edge decoration | |
| Kim et al. | The study of post annealing effect on Cu2O thin-films by electrochemical deposition for photoelectrochemical applications | |
| Zhao et al. | Ag nanoparticles decorated CuO nanowire arrays for efficient plasmon enhanced photoelectrochemical water splitting | |
| CN107204379A (zh) | 一种高质量无机钙钛矿薄膜及其制备方法和在太阳能电池中的应用 | |
| Sanchez et al. | Toward high‐stability inverted polymer solar cells with an electrodeposited ZnO electron transporting layer | |
| Abd-Ellah et al. | Enhancement of solar cell performance of p-Cu2O/n-ZnO-nanotube and nanorod heterojunction devices | |
| Xia et al. | Fast electrochromic properties of self-supported Co3O4 nanowire array film | |
| Cho et al. | Self-assembled heteroepitaxial oxide nanocomposite for photoelectrochemical solar water oxidation | |
| Nan et al. | Improved photocatalytic efficiency and stability of CdS/ZnO shell/core nanoarrays with high coverage and enhanced interface combination | |
| Wu et al. | Integrated planar and bulk dual heterojunctions capable of efficient electron and hole extraction for perovskite solar cells with> 17% efficiency | |
| Liu et al. | SnO2-rGO nanocomposite as an efficient electron transport layer for stable perovskite solar cells on AZO substrate | |
| CN101162739B (zh) | 染料敏化太阳能电池的ZnO电极及其制备方法 | |
| Hsu et al. | Polarity-dependant performance of p-Cu2O/n-ZnO heterojunction solar cells | |
| Cai et al. | Enhanced charge transfer by passivation layer in 3DOM ferroelectric heterojunction for water oxidation in HCO3−/CO2 System | |
| Li et al. | Synthesis and enhanced bias-free photoelectrochemical water-splitting activity of ferroelectric BaTiO3/Cu2O heterostructures under solar light irradiation | |
| Zhang et al. | Gourmet powder functionalization of SnO2 for high-performance perovskite solar cells made in air | |
| CN102867916A (zh) | 一种聚合物太阳能电池及其制备方法 | |
| Guduru et al. | Characteristics of gold/cadmium sulfide nanowire Schottky diodes | |
| CN101130427B (zh) | κ-(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2纳米棒阵列及其制备方法与应用 | |
| Lee et al. | Spontaneously polarized lithium-doped zinc oxide nanowires as photoanodes for electrical water splitting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100811 Termination date: 20110823 |