CN101314183A - 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法 - Google Patents

强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101314183A
CN101314183A CNA2008100363781A CN200810036378A CN101314183A CN 101314183 A CN101314183 A CN 101314183A CN A2008100363781 A CNA2008100363781 A CN A2008100363781A CN 200810036378 A CN200810036378 A CN 200810036378A CN 101314183 A CN101314183 A CN 101314183A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
wire
bismuth nano
nano
ethylene glycol
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
Application number
CNA2008100363781A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101314183B (zh
Inventor
任忠鸣
任维丽
徐永斌
邓康
钟云波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN2008100363781A priority Critical patent/CN101314183B/zh
Publication of CN101314183A publication Critical patent/CN101314183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101314183B publication Critical patent/CN101314183B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

该发明是一种通过在磁场下溶剂热合成单晶铋纳米线的方法。利用磁场诱导各向异性生长的特性，通过铋酸钠和乙二醇之间的多羟基还原反应获得单晶铋纳米线。整个反应过程在磁场下进行，合成得到的Bi纳米线直径40纳米，长度10－50微米。本方法简便、安全、可重复性高、产量高、产物结晶性好，合成得到的铋纳米线可广泛应用于物理，化学，材料，微电子等领域。本发明也为不利于长成纳米线的材料提供了一种新的思路和手段。

Description

强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法
技术领域
本发明涉及一种强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法，属物理场作用下制备纳米材料工艺技术领域。
背景技术
自从碳纳米管发现以来，一维纳米材料，诸如金属Au，Ag和其它一些氧化物，氮化物，硫化物的纳米线，纳米棒和纳米管，由于其独特的光学性质和量子尺寸效应，在相关量子元器件方面有着广泛的应用前景，因而受到研究人员的极大关注。
铋在所有的金属中，抗磁性最强，热导最小，电阻较大，具有最大的霍尔效应。相应的就表现出特殊的物理化学效应。具体的说，其费米能级表面各向异性倾向性很强，具有很低的载流子浓度，很小的有效电子质量(0.001me)，有效自由程很长(4K时约为0.4mm)，因此其量子效应表现得异常明显，成为研究低维物理现象中理想的材料之一。近期Dresselhaus小组通过理论计算得出，铋纳米线的直径在65nm时，就会表现出从半金属到半导体性质的转变。相关实验结果表明，当铋纳米线的直径低于50nm时，就呈现出半导体性质，可以预计的是，直径较小的铋纳米线具有较优良的热电性能。
关于铋纳米线合成有较多的报道，如以模板生长为特征的“电沉积法”、“真空压力灌注法”、“气相模板法”、“复合膜模板挤压法”，这些方法中有的需要较为苛刻的条件，有的后处理比较麻烦(除去模板等)、有的工序比较复杂、有的所产生的纳米线直径不能满足量子线的要求；在此基础上，中国科大陈乾望等利用溶剂热反应，在乙二胺和丙酮中还原硝酸铋制得铋纳米线，清华大学李亚栋等利用多元醇路线的溶剂热还原法制得铋纳米线，这两种方法不需要模板、反应温度低、手段简单、易于控制。本发明在多元醇路线的基础上，把此反应放在强磁场中进行，结果发现同样浓度配比的反应物，在非磁场下的产物为300-500nm直径的纳米球，而在强磁场下获得的产物为Bi纳米线(直径40纳米，长度10-50微米)，可见，强磁场极大地增强了这种材料各向异性的生长。本发明首次发现强磁场能够诱导一维纳米线的合成，且该方法简便、安全、可重复性高、产量高、结晶性好，也为不易于长成纳米线的材料提供了一种新的手段和思路。
发明内容
本发明的目的是提供一种在强磁场诱导下合成单晶铋纳米线的方法。
本发明一种强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：
a、称取一定量的铋酸钠，放置于烧杯中，再加入一定量的乙二醇于烧杯中，并用高速搅拌机剧烈搅拌30分钟；铋酸钠与乙二醇的用量配比为：每1克铋酸钠配以90毫升乙二醇；
b、将搅拌均匀的混合溶液转移至具有四氟乙烯内衬的反应釜中，并将其密封；
c、将所述反应釜置于通用的磁场发发生装置中，施加的磁场强度为4～8T(斯特拉)，并加热至210℃，在该温度下反应24小时；
d、反应完成后，待反应釜冷却至室温；卸压、开釜、离心分离，得到黑色沉淀反应物；
e、然后分别用乙醇和蒸馏水依次清洗上述的黑色沉淀，并在60℃温度下真空干燥2小时，最终获得单晶铋纳米线。
本发明采用了能够诱导各向异性生长的外场，此外场加剧了Bi一维纳米线的形成，提高了产量，也为不易于长成纳米线的材料提供了一种新的手段和思路；且该方法简便、安全、可重复性高、产量高、产物结晶性好。合成得到的铋纳米线可广泛应用于物理，化学，材料，微电子等领域。
附图说明
图1为本发明在8T磁场强度下制备得到的铋纳米线的X射线粉末衍射图(XRD)。
图2为本发明在8T磁场强度下制备得到的铋纳米线的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3为本发明在4T磁场强度下制备得到的铋纳米线X射线粉末衍射图(XRD)。
图4为本发明在4T磁场强度下制备得到的铋纳米线的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图5为本发明在8T磁场强度下制备得到的铋纳米线的透射电子显微镜(TEM)照片。
图6为本发明在8T磁场强度下制备得到的铋纳米线的选区电子衍射花样图。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
a.称量0.2g的铋酸钠，加入含有18mL的乙二醇的烧杯中，剧烈搅拌30分钟；
b.将搅拌均匀的混合溶液转移到容积为22mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，密封；
c.将该反应釜置于8T磁场中，210℃下反应24小时；
d.反应完成之后，待反应釜冷却到室温，卸压，开釜，离心分离反应得到的黑色沉淀；
e.分别使用乙醇和蒸馏水顺次清洗收集得到的黑色沉淀，60℃下真空干燥2小时，获得铋纳米线。见图1、图2、图5和图6。图1 XRD图中的最大峰值表示有单晶铋的存在；图2为SEM照片，表示单晶铋呈纳米线状；图5为TEM照片，显示纳米线的粗细为40～50nm；图6为选区电子衍射花样图。
实施例2
a.称量0.2g的铋酸钠，加入含有18mL的乙二醇的烧杯中，剧烈搅拌30分钟；
b.将搅拌均匀的混合溶液转移到容积为22mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，密封；
c.将该反应釜置于4T磁场中，210℃下反应24小时；
d.反应完成之后，待反应釜冷却到室温，卸压，开釜，离心分离反应得到的黑色沉淀；
e.分别使用乙醇和蒸馏水顺次清洗收集得到的黑色沉淀，60℃下真空干燥2小时，获得铋纳米线，见图3和图4。图3 XRD图中的最大峰值表示有单晶铋的存在；图4为SEM照片，表示有铋纳米线存在。

Claims (1)

1.一种强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：
a、称取一定量的铋酸钠，放置于烧杯中，再加入一定量的乙二醇于烧杯中，并用高速搅拌机剧烈搅拌30分钟；铋酸钠与乙二醇的用量配比为：每1克铋酸钠配以90毫升乙二醇；
b、将搅拌均匀的混合溶液转移至具有四氟乙烯内衬的反应釜中，并将其密封；
c、将所述反应釜置于通用的磁场发发生装置中，施加的磁场强度为4～8T(斯特拉)，并加热至210℃，在该温度下反应24小时；
d、反应完成后，待反应釜冷却至室温；卸压、开釜、离心分离，得到黑色沉淀反应物；
e、然后分别用乙醇和蒸馏水依次清洗上述的黑色沉淀，并在60℃温度下真空干燥2小时，最终获得单晶铋纳米线。
CN2008100363781A 2008-04-21 2008-04-21 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法 Expired - Fee Related CN101314183B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100363781A CN101314183B (zh) 2008-04-21 2008-04-21 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100363781A CN101314183B (zh) 2008-04-21 2008-04-21 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101314183A true CN101314183A (zh) 2008-12-03
CN101314183B CN101314183B (zh) 2011-02-02

Family

ID=40105417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100363781A Expired - Fee Related CN101314183B (zh) 2008-04-21 2008-04-21 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101314183B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101549406B (zh) * 2009-04-03 2011-01-26 北京航空航天大学 一种磁场诱导均匀纳米镍链阵列的可控生长方法
RU2545342C2 (ru) * 2013-04-12 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ получения наночастиц висмута
CN104525940A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 中国地质大学（武汉） 一种铋微米颗粒及其制备方法
CN105598469A (zh) * 2016-03-18 2016-05-25 西北师范大学 规则有序的可控三维分级结构的过渡金属合金材料的制备方法
CN105798321A (zh) * 2016-01-29 2016-07-27 宁波工程学院 一种半金属铋纳米带、纳米球及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101549406B (zh) * 2009-04-03 2011-01-26 北京航空航天大学 一种磁场诱导均匀纳米镍链阵列的可控生长方法
RU2545342C2 (ru) * 2013-04-12 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ получения наночастиц висмута
CN104525940A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 中国地质大学（武汉） 一种铋微米颗粒及其制备方法
CN105798321A (zh) * 2016-01-29 2016-07-27 宁波工程学院 一种半金属铋纳米带、纳米球及其制备方法
CN105598469A (zh) * 2016-03-18 2016-05-25 西北师范大学 规则有序的可控三维分级结构的过渡金属合金材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101314183B (zh) 2011-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhuang et al. Indium hydroxides, oxyhydroxides, and oxides nanocrystals series
Peng et al. Shape control of CdSe nanocrystals
Davidson III et al. Supercritical Fluid–Liquid–Solid Synthesis of Gallium Arsenide Nanowires Seeded by Alkanethiol‐Stabilized Gold Nanocrystals
Zhuo et al. Multistep synthesis, growth mechanism, optical, and microwave absorption properties of ZnO dendritic nanostructures
CN101314183B (zh) 强磁场诱导合成单晶铋纳米线的方法
Song et al. Single-crystalline CuO nanobelts fabricated by a convenient route
CN102910595A (zh) 一种超细碲纳米线的宏量制备方法
Liu et al. Seed-mediated synthesis of uniform ZnO nanorods in the presence of polyethylene glycol
Zhou et al. Sonochemical synthesis of large-scale single-crystal PbS nanorods
Chen et al. γ-Ga2O3 quantum dots with visible blue-green light emission property
Yu et al. Synthesis and photoluminescence properties of Bi2S3 nanowires via surfactant micelle-template inducing reaction
CN102976393B (zh) 一种羟基氧化镓纳米晶体的制备方法
Hu et al. Zn2GeO4 nanowires synthesized by dual laser-hydrothermal method for deep-ultraviolet photodetectors
Abraham et al. One-dimensional (1D) nanomaterials: Nanorods and nanowires; nanoscale processing
Li et al. Fabrication of Sb2O3 nanobelt bundles via a facile ultrasound-assisted room temperature liquid phase chemical route and evaluation of their optical properties
Dong et al. Room-temperature solution synthesis of Ag 2 Te hollow microspheres and dendritic nanostructures, and morphology dependent thermoelectric properties
Geng et al. Growth of single-crystal Sb2S3 nanowires via solvothermal route
Wu et al. Large-scale synthesis of uniform Cu2O stellar crystals via microwave-assisted route
Geng et al. In 2 O 3 nanocubes derived from monodisperse InOOH nanocubes: synthesis and applications in gas sensors
Hu et al. Unconventional ribbon-shaped β-Ga2O3 tubes with mobile Sn nanowire fillings
Lv et al. Preparation of ZnS nanotubes via surfactant micelle-template inducing reaction
Wang et al. Te hexagonal nanotubes: formation and optical properties
Shen et al. Morphological syntheses of ZnO nanostructures under microwave irradiation
Zhou et al. Fabrication of large-scale ultra-fine Cd-doped ZnO nanowires
CN112680778A (zh) 一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法

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: 20110202

Termination date: 20130421