CN102897827A - 一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法 - Google Patents

一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法 Download PDF

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胡向华
陈志钢
蒋林
薛亚芳
刘倩
彭彦玲
宋国胜
李文尧
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Abstract

本发明提供一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，包括：以二乙基二硫代氨基甲酸锡为Sn的有机前驱体，利用在前驱体中改变CS2的添加量来相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2纳米晶；反应物先在120℃条件下恒温半小时，然后将温度升高至280℃~320℃，反应10~30min；反应结束后，离心即可得到相应的硫锡化合物纳米晶。本发明对设备要求低，操作比较简单，成分比较容易控制，而且可以规模化生产，为硫锡化合物在薄膜太阳能电池和光催化中的应用提供一种更好的制备技术。

Description

一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法
技术领域
本发明属于硫锡化合物纳米半导体材料制备领域，特别涉及一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法。
背景技术
石油、煤炭、天然气等矿物资源的大量使用及其储量的日益枯竭，使的当今世界能源危机和环境问题日益凸显。太阳能由于永不枯竭，绿色无污染，无地域限制等众多优点，被认为是最理想的能源，太阳能电池的研究也受到前所未有的追捧。光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术，能有效治理水污染，净化空气，抗菌防霉等。
硫锡化合物纳米材料，特别是SnS和SnS2，是一类非常重要的半导体材料，能够用于制备薄膜半导体太阳能电池以及光催化应用治理水中有机污染物。Sn、S两种元素地球含量丰富、对环境无危害，无毒；而且SnS的带隙在1.12-1.43eV之间，与太阳光非常匹配，并且具有非常大的光学吸收系数（105cm-1）；SnS2的带隙处在2.18-2.44eV之间，较宽的带隙使之具有良好的光学和电学特性。因此SnS,SnS2作为具有光电和光催化应用前景的材料，已经引起很多科学家的兴趣。制备硫锡化合物纳米材料的方法有很多，如溶剂热法，化学气相沉积法，微波辅助生长法，热解法等。但之前文献所报道的都只能单一合成SnS或SnS2，通过简单的一步法相控合成SnS、SnS2及SnS/SnS2异质结材料仍然是一种挑战。异质结的材料能够增强光响应强度，增强光电转换性能，具有单一材料无法比拟的优势。所以发展简单有效的方法制备纯相的SnS和SnS2及其异质结材料具有巨大的潜在应用价值。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，该方法对设备要求低、操作简单、容易规模化且环保，合成的SnS、SnS2及SnS/SnS2异质结纳米晶材料，用于太阳能光伏电池和光催化领域。
本发明的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，包括：
（1）前驱体的合成：将Sn盐溶解在乙醇中，Sn盐与乙醇的配比为1mmol∶1~2ml，配成A溶液，将二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于乙醇中，二乙基二硫代氨基甲酸钠与乙醇的配比为2mmol∶1~2ml，配成B溶液，然后将所配好的A溶液全部滴加到B溶液中，搅拌1~2小时，抽滤，洗涤，得到Sn的有机前驱体，真空干燥备用；
（2）SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结的相控合成：取上述Sn的有机前驱体，加入油胺，再加入CS2溶液，有机前驱体、油胺、CS2溶液的配比为0.2025g：4mL：0~300μL，将混合物转移至油胺中，在磁力搅拌、氮气保护下加热升温，除去水和溶解的氧气；然后继续升温至280℃~320℃，反应10~30min后，自然冷却至室温，将所得的沉淀用过量的乙醇洗涤分离，即得到所需要的纳米晶。
所述步骤（1）中的Sn盐为SnCl2·2H2O。
所述步骤（1）中的洗涤为水洗三次，乙醇洗两次。
所述步骤（2）中的加热升温具体为升温至120℃并保温半个小时。
所述步骤（2）中的纳米晶为SnS、SnS2或SnS/SnS2纳米晶。
所述步骤（2）中的Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液=0.2025g：4mL：0μL得到SnS纳米晶；0.2025g：4mL：1μL＜Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液＜0.2025g：4mL：300μL时得到SnS/SnS2异质结纳米晶；Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液≥0.2025g：4mL：300μL时得到SnS2纳米晶。
本发明用简单的相控合成方法制备硫锡化合物纳米半导体材料，本发明中以热解的Sn2+的含硫前驱体二乙基二硫代氨基甲酸锡为金属和硫源，采用改变CS2的添加量来相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶。
有益效果
本发明用简单的实验装置即可制备SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶，产物可制成“纳米晶墨水”用于制备太阳能薄膜电池，也可用于光催化有机污染物；该反应各种溶剂均对环境友好，无高毒性物质产生、原材料来源广泛、价格低廉、操作过程简便、无设备要求等优点，并且容易实现大规模制备，是一种具有非常广阔应用前景的制备方法。
附图说明
图1是本发明制备的SnS（a）,SnS/SnS2（b）,SnS2（c）纳米晶的SEM图片。
图2是本发明制备的SnS,SnS2,SnS/SnS2纳米晶的XRD图谱，线状图为制备的SnS,SnS2,SnS/SnS2的XRD图谱，柱状图为SnS,SnS2的标准XRD图谱。
具体实施方式
实施例1
（1）前驱体的合成：将10mmol的SnCl2·2H2O溶解在10mL乙醇中，配成A溶液。将20mmol的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于10mL的乙醇中，配成B溶液。然后将所配好的A溶液全部滴加到B溶液中，搅拌1小时。抽滤，水洗三次，乙醇洗两次，真空干燥备用。
（2）SnS、SnS2，SnS/SnS2异质结的相控合成：称取0.2025g Sn的有机前驱体于小样品管中，加入4ml的油胺，加入0μL CS2溶液。将样品管中的混合物转移至有15ml油胺的三口烧瓶中，在磁力搅拌，氮气保护下缓慢加热升温至120℃并保温半个小时，除去水和溶解的氧气。然后继续升温至280℃。反应30min后，自然冷却至室温。将所得的沉淀用过量的乙醇洗涤分离，即得到SnS纳米晶。
实施例2
（1）前驱体的合成：将10mmol的SnCl2·2H2O溶解在10mL乙醇中，配成A溶液。将20mmol的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于10mL的乙醇中，配成B溶液。然后将所配好的A溶液全部滴加到B溶液中，搅拌2小时。抽滤，水洗三次，乙醇洗两次，真空干燥备用。
（2）SnS、SnS2，SnS/SnS2异质结的相控合成：称取0.2025g Sn的有机前驱体于小样品管中，加入4ml的油胺，加入225μL CS2溶液。将样品管中的混合物转移至有15ml油胺的三口烧瓶中，在磁力搅拌，氮气保护下缓慢加热升温至120℃并保温半个小时，除去水和溶解的氧气。然后继续升温至300℃。反应20min后，自然冷却至室温。将所得的沉淀用过量的乙醇洗涤分离，即得到SnS/SnS2异质结纳米晶。
实施例3
（1）前驱体的合成：将10mmol的SnCl2·2H2O溶解在10mL乙醇中，配成A溶液。将20mmol的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于10mL的乙醇中，配成B溶液。然后将所配好的A溶液全部滴加到B溶液中，搅拌3小时。抽滤，水洗三次，乙醇洗两次，真空干燥备用。
（2）SnS、SnS2，SnS/SnS2异质结的相控合成：称取0.2025g Sn的有机前驱体于小样品管中，加入4ml的油胺，加入300μL CS2溶液。将样品管中的混合物转移至有15ml油胺的三口烧瓶中，在磁力搅拌，氮气保护下缓慢加热升温至120℃并保温半个小时，除去水和溶解的氧气。然后继续升温至320℃。反应10min后，自然冷却至室温。将所得的沉淀用过量的乙醇洗涤分离，即得到SnS2纳米晶。

Claims (6)

1.一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，包括：
（1）前驱体的合成：将Sn盐溶解在乙醇中，Sn盐与乙醇的配比为1mmol：1~2ml，配成A溶液，将二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于乙醇中，二乙基二硫代氨基甲酸钠与乙醇的配比为2mmol：1~2ml，配成B溶液，然后将所配好的A溶液全部滴加到B溶液中，搅拌1~2小时，抽滤，洗涤，得到Sn的有机前驱体，真空干燥备用；
（2）SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结的相控合成：取上述Sn的有机前驱体，加入油胺，再加入CS2溶液，有机前驱体、油胺、CS2溶液的配比为0.2025g：4mL：0~300μL，将混合物转移至油胺中，在磁力搅拌、氮气保护下加热升温，除去水和溶解的氧气；然后继续升温至280℃~320℃，反应10~30min后，自然冷却至室温，将所得的沉淀用过量的乙醇洗涤分离，即得到所需要的纳米晶。
2.根据权利要求1所述的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的Sn盐为SnCl2·2H2O。
3.根据权利要求1所述的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的洗涤为水洗三次，乙醇洗两次。
4.根据权利要求1所述的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的加热升温具体为升温至120℃并保温半个小时。
5.根据权利要求1所述的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的纳米晶为SnS、SnS2或SnS/SnS2纳米晶。
6.根据权利要求1所述的一种一步法相控合成SnS、SnS2或SnS/SnS2异质结纳米晶材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液=0.2025g：4mL：0μL得到SnS纳米晶；0.2025g：4mL：1μL＜Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液＜0.2025g：4mL：300μL时得到SnS/SnS2异质结纳米晶；Sn的有机前驱体：油胺：CS2溶液≥0.2025g：4mL：300μL时得到SnS2纳米晶。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104167469A (zh) * 2014-08-12 2014-11-26 华中科技大学 一种SnS2/SnS异质结薄膜太阳能电池的一次性制备方法
CN104724751A (zh) * 2015-02-14 2015-06-24 溧阳市超强链条制造有限公司 一种低温合成硫化锡纳米线的方法及应用
CN105253910A (zh) * 2015-09-17 2016-01-20 上海大学 一步合成大尺寸SnS纳米片的制备方法
CN106025056A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 电子科技大学 一种锡硫化合物热电材料的制备方法
CN106006720A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 昆明理工大学 一种制备SnS/SnS2异质结材料的方法及应用
CN106115772A (zh) * 2016-03-26 2016-11-16 上海大学 一种调控SnS和SnS2形貌和结构转换的简易方法
CN113278948A (zh) * 2021-04-16 2021-08-20 中国计量大学 一种硫化锡/二硫化锡异质结材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891244A (zh) * 2010-07-01 2010-11-24 东华大学 一种非注射法高温液相制备Cu2ZnSnS4的方法
CN102219192A (zh) * 2011-05-17 2011-10-19 东华大学 非注射法高温液相合成太阳能电池材料SnS纳米晶
CN102502792A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 陕西科技大学 一种球状SnS纳米晶制备方法
CN102633297A (zh) * 2012-04-11 2012-08-15 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种通用多元金属硫化物纳米材料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891244A (zh) * 2010-07-01 2010-11-24 东华大学 一种非注射法高温液相制备Cu2ZnSnS4的方法
CN102219192A (zh) * 2011-05-17 2011-10-19 东华大学 非注射法高温液相合成太阳能电池材料SnS纳米晶
CN102502792A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 陕西科技大学 一种球状SnS纳米晶制备方法
CN102633297A (zh) * 2012-04-11 2012-08-15 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种通用多元金属硫化物纳米材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Chemical Communications》 20110322 Yejun Zhang et al. "Ultralarge single crystal SnS rectangular nanosheets" 第5226-5228页 1-6 第47卷, *
YEJUN ZHANG ET AL.: ""Ultralarge single crystal SnS rectangular nanosheets"", 《CHEMICAL COMMUNICATIONS》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104167469A (zh) * 2014-08-12 2014-11-26 华中科技大学 一种SnS2/SnS异质结薄膜太阳能电池的一次性制备方法
CN104167469B (zh) * 2014-08-12 2016-04-13 华中科技大学 一种SnS2/SnS异质结薄膜太阳能电池的一次性制备方法
CN104724751A (zh) * 2015-02-14 2015-06-24 溧阳市超强链条制造有限公司 一种低温合成硫化锡纳米线的方法及应用
CN105253910A (zh) * 2015-09-17 2016-01-20 上海大学 一步合成大尺寸SnS纳米片的制备方法
CN106115772A (zh) * 2016-03-26 2016-11-16 上海大学 一种调控SnS和SnS2形貌和结构转换的简易方法
CN106006720A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 昆明理工大学 一种制备SnS/SnS2异质结材料的方法及应用
CN106006720B (zh) * 2016-05-30 2017-07-28 昆明理工大学 一种制备SnS/SnS2异质结材料的方法及应用
CN106025056A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 电子科技大学 一种锡硫化合物热电材料的制备方法
CN113278948A (zh) * 2021-04-16 2021-08-20 中国计量大学 一种硫化锡/二硫化锡异质结材料及其制备方法

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