CN112680778A - 一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法。先将二氧化碲、氢氧化钾、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇在烧杯中以一定的比例混合，并在150℃下搅拌获得无色透明碲源母液；随后碲源母液转移到三口烧瓶中，当温度达到120℃后，加入浓度为600mmol/L的硝酸银水溶液、1200mmol/L的抗坏血酸水溶液，继续反应2小时；反应结束后将产物自然冷却到室温，再用乙醇和丙酮的混合液离心洗涤至少三次，产物即为单晶碲化银米管。本发明中采用的还原剂(抗坏血酸)无毒，是一种绿色生产方法；本发明的制备方法简单，条件易于控制，易于实现工业化生产；制备的单晶碲化银纳米管尺寸均一、结晶完美、产量高。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法。
背景技术
碲化银(Ag2Te)是一种I-VI族窄带隙半导体材料，具有高的热电优值，因而可以作为一种性能优异的热电材料在能源领域具有重要的应用前景。
晶体Ag2Te具有单斜相(β相、T<145℃)、面心立方相(α相、T＝145℃～802℃)和体心立方相(γ相、T>802℃)三种晶体结构。β相结构的Ag2Te禁带宽度小(室温下Eg＝0.04～0.17eV)，电子迁移率高，晶格热导率低；而对于α相Ag2Te，由Te2-构成面心立方晶格，其中Ag+可以随意迁移，因而具有超离子导电率。另外，研究者还在富Ag和富Te碲化银体相材料中发现了。
一维Ag2Te纳米材料，如纳米线、纳米棒、纳米管，由于尺寸小、比表面积大，从而具有更高的界面声子散射效应，可以进一步提高Ag2Te基热电器件的工作性能。目前一维Ag2Te纳米材料的合成方法主要以Te纳米材料为模板的化学转化法、电化学沉积法等，然而这些方法操作工艺复杂、很难得到尺寸均一，结构可控的产物。
众所周知，尺寸均一的纳米材料可以为其后续应用带来诸多优势，但这也是材料制备过程中的一大难点。美国ACS Nano期刊(2010年第4卷第4期2307-2319页，标题：Chemical Transformations in Ultrathin Chalcogenide Nanowires)报道了一种以Te纳米线为模板制备Ag2Te纳米线的方法。这种方法要求先制备出尺寸均一的Te纳米线，然后在重新分散后的Te纳米线悬浮液中加入Ag+溶液，充分反应后得到Ag2Te纳米线。该法共涉及两步，最终产物结构与Te纳米线的形貌、尺寸紧密相关。同时在Ag+进入Te纳米线晶格后，由于应力影响会导致Te模板的断裂，导致获得Ag2Te纳米线长度较小、稳定性不高。英国RSCAdvance期刊(2015年第5卷第38期9782-29785页，标题：Simple ElectrochemicalSynthesis of Ultra-long Silver Telluride Nanotubes)报道了一种在塑料基片上采用静电纺丝法制备Ag纳米线，然后利用电化学沉积法将Te原子沉积到Ag纳米线表面，随后二者经化学转化得到Ag2Te纳米线。这种方法同样涉及两步，制备工艺复杂，且无法实现Ag2Te纳米线的宏量制备。英国Journalof Materials Chemistry期刊(2002年第12卷第8期2435-2438页，标题：Silver TellurideNanowires Prepared by dc Electrodeposition inPorousAnodicAlumina Templates)报道了一种采用三电极体系在二甲基亚砜(DMSO)溶液中以AgNO3、TeCl4为前驱体制备Ag2Te纳米线的方法。该法以多孔阳极氧化铝为模板(AAO)，产物尺寸依赖于模版，且无法制备出宏量的Ag2Te纳米线。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明通过以二氧化碲(TeO2、纯度99.99％)为碲源，抗坏血酸(VC)为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂，乙二醇为溶剂，采用均相沉积法制备尺寸均一、结构可控的Ag2Te纳米管。目的在于提供一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法。
为实现本发明一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：先将二氧化碲、氢氧化钾、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇按照1.2～2:0.5～1.5:0.1～0.5:100～200的料液比混合，然后在150℃下搅拌0.5～1.5h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在加热设备中进行加热；当溶液温度达到120℃后，迅速加入4.5～8.5mL浓度为600mmol/L的A溶液，待温度恒定后，逐滴加入3～7mL浓度为1200mmol/L的B溶液，继续反应120min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
优化的，所述步骤二的碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在加热设备中进行加热；当溶液温度达到120℃后，逐滴加入3～7mL浓度为1200mmol/L的B溶液，待反应110min后，迅速加入4.5～8.5mL浓度为600mmol/L的A溶液，待温度恒定后，继续反应10min。
进一步的，所述步骤一中搅拌采用磁力搅拌机。
进一步的，所述步骤一中的二氧化碲纯度99.99％。
进一步的，所述步骤二中的加热设备为油浴锅。
进一步的，所述步骤二中的三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发。
进一步的，所述步骤二中的A溶液为硝酸银水溶液；所述的B溶液为抗坏血酸水溶液。
进一步的，所述步骤三中的离心管的容积为30mL，所述混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1。
相比于现有的技术，本发明具有如下有益效果：
本发明中采用的还原剂(抗坏血酸)无毒，是一种绿色生产方法；本发明的制备方法简单，条件易于控制，易于实现工业化生产；制备的单晶碲化银纳米管尺寸均一、结晶完美、产量高。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Ag2Te纳米管的X射线衍射花样；
图2为本发明实施例2制备的Ag2Te纳米管的X射线衍射花样；
图3为本发明实施例2制备的Ag2Te纳米管的场发射扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：量取100mL乙二醇加入到200mL的烧杯中，加入0.3192g的二氧化碲(纯度99.99％)、0.224g的氢氧化钾和0.2g的聚乙烯吡咯烷酮混合，然后在150℃下，用磁力搅拌机搅拌1h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在油浴锅中进行加热，其中，三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发；当溶液温度达到120℃后，迅速加入6.7mL浓度为600mmol/L的硝酸银水溶液，待温度恒定后，逐滴加入5mL浓度为1200mmol/L的抗坏血酸水溶液，继续反应120min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到容积为30mL的离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，其中混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
通过X射线衍射分析，所得产物为单斜相单晶Ag2Te，对应标准卡片34-0142，结晶完美，没有检测出其它杂峰，(详见附图1)。
实施例2
本发明一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：量取100mL乙二醇加入到200mL的烧杯中，加入0.3192g的二氧化碲(纯度99.99％)、0.224g的氢氧化钾和0.2g的聚乙烯吡咯烷酮混合，然后在150℃下，用磁力搅拌机搅拌1h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在油浴锅中进行加热；其中，三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发；当溶液温度达到120℃后，逐滴加入5mL浓度为1200mmol/L的抗坏血酸水溶液，待反应110min后，迅速加入6.7mL浓度为600mmol/L的硝酸银水溶液，待温度恒定后，继续反应10min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到容积为30mL的离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，其中混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
通过X射线衍射分析，所得产物为单斜相单晶Ag2Te，对应标准卡片34-0142，结晶完美，没有检测出其它杂峰(详见附图2)。
通过场发射扫描电镜观察得知，所得的Ag2Te纳米管外径约为100nm，长度为4μm，壁厚约15nm(详见附图3)。
实施例3
本发明一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：量取200mL乙二醇加入到500mL的烧杯中，加入1.2g的二氧化碲(纯度99.99％)、0.5g的氢氧化钾和0.1g的聚乙烯吡咯烷酮混合，然后在150℃下，用磁力搅拌机搅拌0.5h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在油浴锅中进行加热，其中，三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发；当溶液温度达到120℃后，迅速加入4.5mL浓度为600mmol/L的硝酸银水溶液，待温度恒定后，逐滴加入3mL浓度为1200mmol/L的抗坏血酸水溶液，继续反应120min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到容积为30mL的离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，其中混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
实施例4
本发明一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：量取200mL乙二醇加入到500mL的烧杯中，加入2g的二氧化碲(纯度99.99％)、1.5g的氢氧化钾和0.5g的聚乙烯吡咯烷酮混合，然后在150℃下，用磁力搅拌机搅拌1.5h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在油浴锅中进行加热；其中，三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发；当溶液温度达到120℃后，逐滴加入7mL浓度为1200mmol/L的抗坏血酸水溶液，待反应110min后，迅速加入8.5mL浓度为600mmol/L的硝酸银水溶液，待温度恒定后，继续反应10min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到容积为30mL的离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，其中混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，碲源母液的制备：先将二氧化碲、氢氧化钾、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇按照1.2～2:0.5～1.5:0.1～0.5:100～200的料液比混合，然后在150℃下搅拌0.5～1.5h，充分混合后得到无色透明溶液，即碲源母液；
步骤二，碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在加热设备中进行加热；当溶液温度达到120℃后，迅速加入4.5～8.5mL浓度为600mmol/L的A溶液，待温度恒定后，逐滴加入3～7mL浓度为1200mmol/L的B溶液，继续反应120min；
步骤三，产物的液固分离：待步骤二反应结束后，自然冷却至室温，将浆料转移到离心管中，在转速为8000rpm/min的离心条件下离心处理10min；然后，将得到的离心固相用30mL无水乙醇和丙酮的混合液分散，形成均匀分散液并离心洗涤至少三次，直至上清液为无色；
步骤四，产物的储存：将步骤三处理后的产物在20mL无水乙醇中分散，形成均匀的褐色分散液后避光保存。
2.根据权利要求1所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤二的碲化银纳米管制备：将步骤一制备的碲源母液转移到三口烧瓶中，放置在加热设备中进行加热；当溶液温度达到120℃后，逐滴加入3～7mL浓度为1200mmol/L的B溶液，待反应110min后，迅速加入4.5～8.5mL浓度为600mmol/L的A溶液，待温度恒定后，继续反应10min。
3.根据权利要求1所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的搅拌采用磁力搅拌机。
4.根据权利要求1所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的二氧化碲纯度99.99％。
5.根据权利要求1或2所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的加热设备为油浴锅。
6.根据权利要求1或2所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的三口烧瓶上配有蛇形冷凝管，采用循环水冷以防止碲源母液挥发。
7.根据权利要求1或2所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的A溶液为硝酸银水溶液；所述的B溶液为抗坏血酸水溶液。
8.根据权利要求1所述的一种尺寸均一的单晶碲化银纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的离心管的容积为30mL，所述混合液中无水乙醇和丙酮的比例为2:1。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116574483A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-11 | 黑龙江工程学院 | 一种碲纳米线多元复合材料的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101219779A (zh) * | 2008-01-14 | 2008-07-16 | 重庆大学 | 复合碱金属氢氧化物溶剂制备硒化物和碲化物纳米材料的方法 |
| US20110024715A1 (en) * | 2008-04-08 | 2011-02-03 | Ewha University-Industry Collaboration Foundation Univ | Method of fabricating ag-doped te-based nano-material and memory device using the same |
| CN103774232A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种Ag2E纳米线的制备方法 |
| CN110061121A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-26 | 同济大学 | 一种聚乙烯吡咯烷酮/银/碲化银三元柔性复合热电薄膜的制备方法 |
| CN111017885A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-17 | 王杰 | 一步法合成直径可控的大长径比碲化银纳米线制备方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101219779A (zh) * | 2008-01-14 | 2008-07-16 | 重庆大学 | 复合碱金属氢氧化物溶剂制备硒化物和碲化物纳米材料的方法 |
| US20110024715A1 (en) * | 2008-04-08 | 2011-02-03 | Ewha University-Industry Collaboration Foundation Univ | Method of fabricating ag-doped te-based nano-material and memory device using the same |
| CN103774232A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种Ag2E纳米线的制备方法 |
| CN110061121A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-26 | 同济大学 | 一种聚乙烯吡咯烷酮/银/碲化银三元柔性复合热电薄膜的制备方法 |
| CN111017885A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-17 | 王杰 | 一步法合成直径可控的大长径比碲化银纳米线制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116574483A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-11 | 黑龙江工程学院 | 一种碲纳米线多元复合材料的制备方法 |
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