CN101823702A - Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法 - Google Patents

Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101823702A
CN101823702A CN 201010175651 CN201010175651A CN101823702A CN 101823702 A CN101823702 A CN 101823702A CN 201010175651 CN201010175651 CN 201010175651 CN 201010175651 A CN201010175651 A CN 201010175651A CN 101823702 A CN101823702 A CN 101823702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
cdsnse
reaction
nano crystal
cadmium
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.)
Pending
Application number
CN 201010175651
Other languages
English (en)
Inventor
刘玉峰
陈鑫
葛美英
吴杰
孙艳
戴宁
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.)
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
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 Shanghai Institute of Technical Physics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Priority to CN 201010175651 priority Critical patent/CN101823702A/zh
Publication of CN101823702A publication Critical patent/CN101823702A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低成本、高质量的Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，该方法是通过将反应物前驱体油胺、乙酰丙酮酸铜、醋酸镉、醋酸锡和硒粉加入反应烧瓶中，然后升高温度进行反应，最终得到高质量的Cu2CdSnSe4纳米晶。本发明的优点在于：纳米晶的制备方法简单，所用前驱体材料成本低廉，制备的纳米晶颗粒分散性、结晶性较好等。该发明制备的纳米晶可作为热电器件材料。

Description

Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法
技术领域
本发明属于热电材料领域，具体指一种Cu2CdSnSe4半导体纳米晶的制备方法。
背景技术
早在19世纪法国物理学家佩尔捷就发现了热电效应，即将不同材料的导体连接起来，并通入电流后在不同导体的接触点将会吸收或放出热量。然而由于金属的热电转换效率通常很低，所以并没有很快将其转化为应用。直到20世纪50年代，一些具有优良热电转换性能的半导体材料被发现，特别是氟利昂制冷剂被禁用以后，热电材料的研究才成为热门课题。
热电材料的性能与其自身固有的物理学参数密切相关，决定热电材料性能优劣的是组合参数Z＝(σα2)/κ，其中σ，α和κ分别为电导率，泽贝克系数和热导率，若提高热电材料的性能必须使组合参数Z增大。目前人们研究较多的热电材料主要有CoSb3，BaZn2Sb2，Bi2Te3和PbTe等，因其热电性能即Z值还不够高，使得基于这些材料的热电设备很难与传统的制冷或发电设备竞争。因此，若突破传统热电器件的限制，使热电材料进一步得到应用，一方面要对现有的热电材料性能进行改进，另一方面需要开发新的高热电性能材料取代原有热电材料。
新近发现，通过调节Cu2MSnQ4(M＝Zn，Cd；Q＝S，Se)粉末体材料中Cu和M的比例可以极大地改善材料的热电性能，这使得Cu2MSnQ4材料成为一种非常有潜力的热电材料。众所周知，低维纳米材料，如纳米晶，纳米线等因具有传统体材料所不具备的独特物理和化学性质，成为目前材料科学研究的主要方向。热电材料也不例外，越来越多的热电材料器件由低维纳米材料制作完成。然而到目前为止，还没有Cu2CdSnSe4纳米晶制备方面的报道。因此，制备Cu2CdSnSe4纳米晶并对其材料的热电性质进行研究具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、高质量的Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，该方法操作简单，所用前驱体材料成本低廉，制备的纳米晶颗粒分散性、结晶性较好。
本发明的方法是将全部反应物前躯体溶解在溶液中，然后升高温度进行反应得到纳米晶颗粒，也可先将其他反应物前躯体溶解在溶液中，升高反应温度后注入硒源进行反应得到纳米晶颗粒。
本发明中Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法包括如下步骤：
依次将反应物前驱体20-200mmol油胺、0.5-5mmol乙酰丙酮酸铜、0.25-2.5mmol醋酸镉、0.25-2.5mmol醋酸锡和1-10mmol硒粉加入三口圆底烧瓶反应器中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解，然后将反应温度升高到250-370℃反应1-60分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降；最后以3000-14000转/min的速度离心1-10分钟收集纳米晶。
在制备过程中反应物前躯体油胺可以用十八烯或氧化三辛基膦来代替；乙酰丙酮酸铜可以用氯化铜、氯化亚铜或醋酸铜来代替；醋酸镉可以用氯化镉、硬脂酸镉或油酸镉来代替；醋酸锡可以用四氯化锡、二溴乙酰丙酮酸锡或二氯化锡来代替；硒粉可以用三辛基膦硒或硒脲来代替。
其他反应条件不变的情况下，制备方法还可以为先把温度升高到250-370℃时，然后将所述的反应物前驱体硒粉溶于少量油胺后注入反应烧瓶进行反应。
本发明的优点在于：纳米晶的制备方法简单，所用前驱体材料成本低廉、适合批量合成。制备的纳米晶颗粒分散性、结晶性较好，可作为热电器件材料。
附图说明
图1为本发明的Cu2CdSnSe4纳米晶的扫描电镜图谱。
图2为本发明的Cu2CdSnSe4纳米晶高分辨透射电镜的图谱。
图3为本发明的Cu2CdSnSe4纳米晶的吸收谱。
具体实施方式
实施例1：
将80mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体1mmol乙酰丙酮酸铜、0.5mmol醋酸镉、0.5mmol醋酸锡和2mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到300℃反应15分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以12000转/min的速度离心3分钟收集纳米晶。
实施例2：
将20mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体0.5mmol醋酸铜、0.25mmol醋酸镉、0.25mmol醋酸锡和和1mmol三辛基膦硒加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到290℃反应20分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以10000转/min的速度离心5分钟收集纳米晶。
实施例3：
将200mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体10mmol乙酰丙酮酸铜、2.5mmol氯化镉、2.5mmol醋酸锡和10mmol硒脲加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到280℃反应35分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以8000转/min的速度离心8分钟收集纳米晶。
实施例4：
将150mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体5mmol乙酰丙酮酸铜、0.25mmol醋酸镉、0.25mmol四氯化锡和1mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到270℃反应60分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以3000转/min的速度离心10分钟收集纳米晶。
实施例5：
将140mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体0.5mmol醋酸铜、2.5mmol氯化镉、2.5mmol醋酸锡和10mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到370℃反应1分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以14000转/min的速度离心1分钟收集纳米晶。
实施例6：
将20mmol油胺加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体5mmol乙酰丙酮酸铜、0.25mmol氯化镉、0.25mmol四氯化锡和1mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到350℃反应5分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以10000转/min的速度离心5分钟收集纳米晶。
实施例7：
将200mmol十八烯加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体0.5mmol醋酸铜、2.5mmol醋酸镉、2.5mmol四氯化锡和10mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到330℃反应10分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以9000转/min的速度离心6分钟收集纳米晶。
实施例8：
将160mmol氧化三辛基膦加入三口圆底烧瓶反应器中，依次将反应物前驱体2mmol醋酸铜、1mmol氯化镉、1mmol醋酸锡和4mmol硒粉加入到反应烧瓶中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解。在氩气的气氛中将反应温度升高到250℃反应120分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降。最后以11000转/min的速度离心4分钟收集纳米晶。

Claims (7)

1.一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于制备方法如下：
依次将反应物前驱体20-200mmol油胺、0.5-5mmol乙酰丙酮酸铜、0.25-2.5mmol醋酸镉、0.25-2.5mmol醋酸锡和1-10mmol硒粉加入三口圆底烧瓶反应器中，在氩气氛围中升高温度至前躯体全部溶解，然后将反应温度升高到250-370℃反应1-60分钟，停止反应后再向冷却后的反应产物中加入甲醇使纳米粒子沉降；最后以3000-14000转/min的速度离心1-10分钟收集纳米晶。
2.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：所述的反应物前躯体油胺可以用十八烯或氧化三辛基膦来代替。
3.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：所述的反应物前躯体乙酰丙酮酸铜可以用氯化铜、氯化亚铜或醋酸铜来代替。
4.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：所述的反应物前躯体醋酸镉可以用氯化镉、硬脂酸镉或油酸镉来代替。
5.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：所述的反应物前躯体醋酸锡可以用四氯化锡、二溴乙酰丙酮酸锡或二氯化锡来代替。
6.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：所述的反应物前躯体硒粉可以用三辛基膦硒或硒脲来代替。
7.根据权利要求1所述的一种Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法，其特征在于：其他反应条件不变的情况下，制备方法还可以为先把温度升高到250-370℃时，然后将所述的反应物前驱体硒粉溶于少量油胺后注入反应烧瓶进行反应。
CN 201010175651 2010-05-14 2010-05-14 Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法 Pending CN101823702A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010175651 CN101823702A (zh) 2010-05-14 2010-05-14 Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010175651 CN101823702A (zh) 2010-05-14 2010-05-14 Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101823702A true CN101823702A (zh) 2010-09-08

Family

ID=42687903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010175651 Pending CN101823702A (zh) 2010-05-14 2010-05-14 Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101823702A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103086330A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 中国科学院上海技术物理研究所 一种铜镉锡硒半导体纳米晶体的制备方法
WO2014194788A1 (zh) 2013-06-04 2014-12-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 P 型可逆相变高性能热电材料及其制备方法
JP2016540711A (ja) * 2013-10-04 2016-12-28 エルジー・ケム・リミテッド 新規な化合物半導体及びその活用
CN108163818A (zh) * 2018-01-11 2018-06-15 武汉华思创新科技有限公司 一种PbSe量子点的制备方法
CN109205576A (zh) * 2018-11-30 2019-01-15 武汉理工大学 一种铜基硫族化合物固溶体的室温超快速制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01305806A (ja) * 1988-06-03 1989-12-11 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 金属硫化物、金属セレン化物またはこれらの混晶体の超微粒子の製造法
CN101264868A (zh) * 2008-03-05 2008-09-17 河南大学 一种含硒化合物纳米晶的制备方法
CN101486449A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 北京化工大学 一种新型四元硒化物K2CdSnSe4的固相合成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01305806A (ja) * 1988-06-03 1989-12-11 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 金属硫化物、金属セレン化物またはこれらの混晶体の超微粒子の製造法
CN101486449A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 北京化工大学 一种新型四元硒化物K2CdSnSe4的固相合成方法
CN101264868A (zh) * 2008-03-05 2008-09-17 河南大学 一种含硒化合物纳米晶的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Advanced Materials》 20090521 Min-Ling Liu et al. Improved Thermoelectric Properties of Cu-Doped Quaternary Chalcogenides of Cu2CdSnSe4 1-7 第21卷, 2 *
《Journal of the American Chemistry Society》 20090731 Qijie Guo et al. Synthesis of Cu2ZnSnS4 Nanocrystals Ink and Its Use for Solar Cells 11672-11673 7 第131卷, 2 *
《Journal of the American Chemistry Society》 20090817 Chet Steinhagen et al. Synthesis of Cu2ZnSnS4 Nanocrystals for Use in Low-Cost Photovoltaics 12554-12555 1-7 第131卷, 2 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103086330A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 中国科学院上海技术物理研究所 一种铜镉锡硒半导体纳米晶体的制备方法
WO2014194788A1 (zh) 2013-06-04 2014-12-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 P 型可逆相变高性能热电材料及其制备方法
US10177295B2 (en) 2013-06-04 2019-01-08 Shanghai Institute Of Ceramics, Chinese Academy Of Sciences P-type high-performance thermoelectric material with reversible phase change, and preparation method therefor
JP2016540711A (ja) * 2013-10-04 2016-12-28 エルジー・ケム・リミテッド 新規な化合物半導体及びその活用
CN108163818A (zh) * 2018-01-11 2018-06-15 武汉华思创新科技有限公司 一种PbSe量子点的制备方法
CN109205576A (zh) * 2018-11-30 2019-01-15 武汉理工大学 一种铜基硫族化合物固溶体的室温超快速制备方法
CN109205576B (zh) * 2018-11-30 2022-01-11 武汉理工大学 一种铜基硫族化合物固溶体的室温超快速制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103872237B (zh) 铜硫基高性能热电材料及其制备方法
CN101994155B (zh) 一种纳米相掺杂的碲化铋基热电材料及其制备方法
CN101823702A (zh) Cu2CdSnSe4纳米晶的制备方法
Wang et al. Improved Thermoelectric Properties of La1− x Sr x CoO3 Nanowires
CN102760830B (zh) CoSb3/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN101681978A (zh) 热电转换元件的制造方法
CN105671344B (zh) 一步制备高性能CoSb3基热电材料的方法
CN102280570B (zh) 一种微量Cu掺杂Bi2S3基热电材料
CN102643085A (zh) 一种BiCu1－xSeO基氧化物热电陶瓷材料及其制备方法
CN101486450B (zh) 一种碲化铅基块体热电材料的制备方法
Tee et al. Aqueous synthesis, doping, and processing of n-type Ag2Se for high thermoelectric performance at near-room-temperature
CN101101954A (zh) 一种镉锑基p型热电材料及其制备方法
CN103474567A (zh) 一种低维纳米银/ Bi2Te3基热电复合材料及其制备方法
CN102760829B (zh) PbTe立方颗粒/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN103086330A (zh) 一种铜镉锡硒半导体纳米晶体的制备方法
Wu et al. Revealing the Chemical Instability of Mg3Sb2–x Bi x-Based Thermoelectric Materials
CN101905901A (zh) Cu2CdSnS4纳米晶的制备方法
CN101254952B (zh) 乙酸盐掺杂钴酸钠热电材料的制备方法
CN105420528B (zh) 一种制备高性能AgInTe2热电材料的方法
CN103107278B (zh) Pb掺杂In4Se3热电材料及其制备方法
CN104047059A (zh) 制备热电材料用的Cu3SbSe4纳米晶体及其合成方法
CN101345284A (zh) 一种p型铕镉锑基热电材料及其制备方法
CN102534303B (zh) 一种新型Zn-Sb基热电材料
CN103050618A (zh) 一种热电材料及其制备方法
CN103924109A (zh) 一种自蔓延燃烧合成超快速制备高性能CoSb3基热电材料的新方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100908