CN103466563A - 一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法 - Google Patents

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刘彤
李佳
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Abstract

本发明公开了一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法：（1）称取0.25mmol六水合硝酸镍，溶解于10ml三乙二醇中，得到镍先质阳离子源溶液；另在三口圆底烧瓶中加入40ml三乙二醇，添加硒粉，再添加0.1g聚乙烯基吡咯烷酮，得到阴离子源溶液；其中Ni/Se摩尔比分别为1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7；（2）缓慢加热阴离子溶液至210～270℃时快速注入阳离子源溶液，回流反应合成NiSe2纳米晶溶液。本发明整个反应条件温和，安全低毒，操作简单，成本低，产物物相单一、稳定，重复性好，其化学计量比与投料具有良好的一致性。

Description

一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法
技术领域
本发明是关于纳米材料的，特别涉及一种在多元醇基溶液中合成Ni Se2纳米晶的方法。
背景技术
Ni-Se系化合物是过渡金属硫族半导体材料，由于Ni价电子结构(3d84s2)的特点以及Ni和Se电负性的差异，导致多种Ni-Se系化合物的存在，各物质性质也有所差异。其中NiSe2材料近年来在电、磁、光学领域得到广泛关注和应用。NiSe2是窄禁带半导体材料，通常以黄铁矿(立方晶体结构)和白铁矿(斜方晶体结构)两种形态存在，它在基态时是泡利顺磁性物质，磁化系数约为1×10-6emu/g，随温度升高显示微弱的上升(参见S.Ogawa,J.Appl.Phys.,1979,50,2308)。因其独特的结构和性质，已被广泛应用于电传导、催化反应、光伏器件，日前，又报道称用于锂电池和染料敏化电池。
目前，湿化学法，尤其是水热法和溶剂热法，以其利于控制产物的合成、形貌、粒径尺寸和无机材料定向生长，保证产物纯度和结晶性等特点，已替代传统的热蒸发法、气相沉积法、机械合金化法等，普遍应用于NiSe2的制备。早在1997年，Parkin的团队就报道在低温下，通过液氨法合成金属硫属化物，但是产物NiSe2是非晶态，需要在250-300℃下热处理2h以保证晶态，同时考虑到液氨的安全性问题有待完善(参见G.Henshaw,et.al.,J.Chem.Soc.DaltonTrans.,1997,231)。随后Zhao-Hui Han等人采用溶剂热法，将醋酸镍和硒粉混磨后置于高压釜中反应，所用溶剂为去离子水和多种有机试剂(乙二胺、吡啶、四氢呋喃)，同时调节温度得到不同形貌的Ni-Se系化合物(参见Zhao-Hui Han,et.al.,Chem.Mater.,1999,11,2302-2304)。次年，Weixin Zhang等人采用水热法，在90-100℃条件下反应10-15h，其中硒单质预先溶于含有氢氧化钠的水溶液中，而氯化镍则事先与乙二胺四乙酸、酒石酸络合，所得产物结晶性良好，形貌呈盘状，但粒径分布较宽(参见Weixin Zhang,et.al.,Journalof Crystal Growth,2000,209,213-216)。2005年，Aiwu Zhao等人根据Ni-Se系化合物特点，针对形貌加以研究，采用水热法制备了NiSe2纳米电缆和纳米管(参见Aiwu Zhao,et.al.,Chemistry Letters,2005,34,8)。综上所述，水热法和溶剂热法均需要高压反应条件，耗时耗能成本高，操作复杂，不利于大规模生产，且化学组分不易控制；同时发现制备NiSe2常用溶剂为乙二胺、吡啶等有机溶剂，存在一定安全隐患，且容易造成污染。因此，开发一种成本低廉、工艺简单且具有绿色合成特点的制备方法对合成NiSe2材料以及推广其应用有着重要的意义和实用价值。
发明内容
本发明的目的，为克服现有技术的耗时、耗能、成本高、操作复杂、不利于大规模生产、化学组分不易控制，以及常用溶剂毒性较大的缺点，首次采用液相化学合成法——热注入法，提供一种反应条件温和、利于保证产物纯度、化学计量比可控、绿色无毒、成本低的制备NiSe2纳米晶的方法。本发明以多元醇作为低碳链有机溶剂，同时还是极性非水溶剂，其性质稳定，沸点较高，在热注入法中作为反应介质，合成工艺简单，操作方便，合成产物物相稳定单一。
本发明通过如下技术方案予以实现。
一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法，具有如下步骤：
（1）配制前驱体溶液
称取0.25mmol即0.0747g六水合硝酸镍，溶解于10ml三乙二醇中，常温搅拌45min，得到稳定的镍先质阳离子源溶液；另在三口圆底烧瓶中加入40ml三乙二醇，并添加硒粉，然后添加0.1g聚乙烯基吡咯烷酮，简称PVP，磁力搅拌5min，得到阴离子源溶液；其中Ni/Se摩尔比分别为1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7。
（2）回流反应合成NiSe2
将三口瓶置于热包中，向三口瓶内通入氮气，缓慢加热阴离子溶液，至210～270℃时快速注入阳离子源溶液，促发反应进行；最后，在低于注入温度20℃的温度下回流反应30～120min，即得到NiSe2纳米晶溶液。
所述步骤（1）的Ni/Se最佳摩尔比为1:2。
所述步骤（2）的最佳注入温度∕回流温度为250℃/230℃。
本发明的有益效果，是提供了一种以无机盐为先质、多元醇为溶剂，制备NiSe2纳米粒子的方法，整个反应条件温和，安全低毒，操作简单，成本低，产物物相单一、稳定，重复性好，其化学计量比与投料具有良好的一致性。
附图说明
图1是在不同合成温度条件下实施例1～4所得产物的XRD图谱，图中a～d分别对应实施例1～4；
图2是实施例1的SEM照片；
图3是实施例2的SEM照片；
图4是实施例3的SEM照片；
图5是实施例4的SEM照片；
图6是不同Ni/Se投料比例情况下所得产物的XRD图谱，图中a～d分别对应实施例7、6、5、3；
图7是实施例3制备NiSe2纳米粒子的Raman光谱图；
图8是实施例3制备NiSe2纳米粒子的UV-vis-NIR光谱图。
具体实施方式
本发明所用原料均为市售的分析纯原料，下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明在三乙二醇体系中制备NiSe2纳米粒子的工艺过程如下：
（1）配制前驱体溶液
称取0.25mmol即0.0747g六水合硝酸镍，溶解于10ml三乙二醇中，常温搅拌45min，得到稳定的镍先质阳离子源溶液；在三口圆底烧瓶中加入40ml三乙二醇，并添加硒粉，然后添加0.1g聚乙烯基吡咯烷酮，简称PVP，磁力搅拌5min，得到阴离子源溶液；其中Ni/Se摩尔比分别为1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7。
（2）回流反应合成NiSe2
将三口瓶置于热包中，向三口瓶内通入氮气，缓慢加热阴离子溶液，至210～270℃时快速注入阳离子源溶液，促发反应进行；最后，在低于注入温度20℃的温度下回流反应30～120min，即得到NiSe2纳米晶溶液。
本发明具体实施例详见表1，其中Ni溶液浓度固定为0.5mmol/L。
表1
Figure BDA0000374552410000031
图1是不同合成温度条件下实施例1～4所得产物的XRD图谱，a～d分别对应实施例1～4。由图可以看到，注入温度是210℃和230℃时，所得产物为黄铁矿和白铁矿NiSe2的混合结晶相；温度升至250℃时，产物为单相黄铁矿NiSe2。
图2～5是与图1相对应的SEM照片。由图可以看出，250℃/230℃温度条件下所得纳米晶轮廓清晰，形貌均一，为六角星形结构。
图6是不同Ni/Se投料比例情况下所得产物的XRD图谱，a～d分别对应实施例7、6、5、3。由图中可以看到，实施例7、6、5产物是黄铁矿和白铁矿NiSe2的混合结晶相，实施例3的产物是单一黄铁矿NiSe2。
图7是实施例3制备NiSe2纳米粒子的Raman光谱图。图中150cm-1弱峰对应Se–Se振动模式，213cm-1和238cm-1两个强峰对应Se–Se键伸缩模式。
图8是实施例3制备NiSe2纳米粒子的UV-vis-NIR光谱图。由图可以看到，在近红外区出现明显的吸收，可见光波段具有稳定的吸收。
综合分析结果如下：实施例3是本发明的优选实施例，Ni/Se投料摩尔比设为1:2，在250℃/230℃下反应45min即可得到单一物相NiSe2六角星形纳米晶，同时产物在近红外区具有强烈的本征吸收，可见光波段光学性质稳定。

Claims (3)

1.一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法，具有如下步骤：
（1）配制前驱体溶液
称取0.25mmol即0.0747g六水合硝酸镍，溶解于10ml三乙二醇中，常温搅拌45min，得到稳定的镍先质阳离子源溶液；另在三口圆底烧瓶中加入40ml三乙二醇，并添加硒粉，然后添加0.1g聚乙烯基吡咯烷酮，简称PVP，磁力搅拌5min，得到阴离子源溶液；其中Ni/Se摩尔比分别为1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7；
（2）回流反应合成NiSe2
将三口瓶置于热包中，向三口瓶内通入氮气，缓慢加热阴离子溶液，至210～270℃时快速注入阳离子源溶液，促发反应进行；最后，在低于注入温度20℃的温度下回流反应30～120min，即得到NiSe2纳米晶溶液。
2.根据权利要求1的一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法，其特征在于，所述步骤（1）的Ni/Se最佳摩尔比为1:2。
3.根据权利要求1的一种在多元醇基溶液中合成二硒化镍纳米晶的方法，其特征在于，所述步骤（2）的最佳注入温度∕回流温度为250℃/230℃。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN107161959A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 中国科学院兰州化学物理研究所 一种硒化镍微米管的制备方法
CN110739402A (zh) * 2018-07-19 2020-01-31 Tcl集团股份有限公司 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
CN110767886A (zh) * 2019-10-09 2020-02-07 齐鲁工业大学 一种球形的二硒化镍钠离子电池负极材料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101049917A (zh) * 2007-03-29 2007-10-10 上海交通大学 六角形二硒化镍纳米星的制备方法
CN102583273A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 安徽大学 一种八面体结构的纳米硒化镍的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101049917A (zh) * 2007-03-29 2007-10-10 上海交通大学 六角形二硒化镍纳米星的制备方法
CN102583273A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 安徽大学 一种八面体结构的纳米硒化镍的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291278A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 天津大学 一种水合肼辅助多元醇基溶液合成β相硒化铟片状纳米晶的方法
CN105923612A (zh) * 2016-04-20 2016-09-07 南方科技大学 一种金属-硫属半导体材料、其制备方法和用途
CN107161959A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 中国科学院兰州化学物理研究所 一种硒化镍微米管的制备方法
CN110739402A (zh) * 2018-07-19 2020-01-31 Tcl集团股份有限公司 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
CN110739402B (zh) * 2018-07-19 2021-05-07 Tcl科技集团股份有限公司 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
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