CN1194887C - 纳米硒化铜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种纳米硒化铜的制备方法，首先制备二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液以及硒代硫酸钠的水溶液，然后将获得的此两种水溶液在石英锥形瓶中混合，通入氮气排尽空气后用高压汞灯辐照，并用冷却水保持反应体系为室温，辐照4-8小时后即可获得纳米硒化铜。本发明方法操作简单、成本低，制备的纳米硒化铜产品为立方结构，平均粒径为70-90nm。

Description

纳米硒化铜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米硒化铜的制备方法，具体涉及采用光化学法制备纳米硒化铜。
背景技术：
纳米粉末因其尺寸效应具有许多独特的物理、化学性能而引起人们的高度重视。纳米硒化铜因能广泛应用于太阳能电池，超离子导体等领域而成为学术界的研究热点之一。近年来关于纳米硒化铜的制备方法报道较多。这些方法主要集中于用超声化学法，微波辅助加热法，水热法以及溶剂热法来制备纳米硒化铜，在这些方法中，超声辐射，微波辐射以及水热法，溶剂热法中的高温高压为生成纳米硒化铜提供了所需的负二价硒离子，以上方法虽然工艺简单，但普遍存在着产物团聚较严重，设备昂贵，成本高，危险性较大等缺点。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种操作简单，成本低的纳米硒化铜的制备方法，制得的纳米硒化铜不存在严重团聚现象。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，采用高压汞灯辐照乙二胺四乙酸合铜络阴离子和硒代硫酸钠的混合水溶液而制得纳米硒化铜。在制备二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液以及硒代硫酸钠的水溶液后，将此两种水溶液在石英锥形瓶中混合，通入氮气排尽空气后用高压汞灯辐照，并用冷却水保持反应体系为室温，辐照4-8小时后即可获得纳米硒化铜。
本发明的制备方法包括如下具体步骤：
①乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液的制备：将乙二胺四乙酸二钠溶解于含二价铜离子的水溶液而得到二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液。乙二胺四乙酸二钠与二价铜离子的摩尔比为1～1.5∶1。
本发明所说的含二价铜离子的水溶液通常为硝酸铜、无水硫酸铜、含结晶水的硫酸铜、无水氯化铜、含结晶水的氯化铜、溴化铜或乙酸铜的水溶液。
②硒代硫酸钠的水溶液的制备：将亚硫酸钠水溶液与硒粉回流3～5小时制得。亚硫酸钠水溶液与硒粉的摩尔比为2～4∶1
③纳米硒化铜的合成：将所制备的乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液与硒代硫酸钠的水溶液以1～1.2∶1的摩尔比在石英锥形瓶中混合，通入氮气10-30分钟以排尽空气后，用高压汞灯辐照4-8小时，并用冷却水保持反应体系为室温，反应结束后离心分离，多次洗涤，真空干燥即可获得纳米硒化铜。
本发明的优良效果是：
①由于采用了配合物乙二胺四乙酸合铜络阴离子作为反应物，在反应过程中铜离子缓慢地从配合物中释放出来参与反应，所以得到的纳米硒化铜较分散，避免了严重的团聚。
②利用SO3 2-吸收紫外线释放电子的特性，而采用了高压汞灯辐照反应液产生反应过程中所需的电子，进而生成纳米硒化铜，这样就避免了使用价格昂贵的超声波发生器，微波发生器以及危险性较大的高压反应釜。另外，采用高压汞灯辐照的办法操作简单且容易控制。
本发明方法操作简单、成本低，制备的纳米硒化铜产品为立方结构，平均粒径为70-90nm。
附图说明：
图1为本发明实施例1所得到的纳米硒化铜的X-射线衍射图。
图2为本发明实施例1所得到的纳米硒化铜的透射电子显微镜照片。
具体实施方式：
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
①在一个50mL的石英锥形瓶中，将0.2g硝酸铜溶于26mL去离子水中，按1∶1的摩尔比加入乙二胺四乙酸二钠得到二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液。
②将0.06mol的无水亚硫酸钠溶解于100mL的去离子水中，再加入0.02mol的硒粉，回流5小时制得0.2M的硒代硫酸钠水溶液。
③量取4mL步骤②中制备的硒代硫酸钠水溶液加入到步骤①所制备的乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液，通入氮气15分钟，然后将锥形瓶置于250W的高压汞灯20cm远处辐照4小时，用冷却水来保持反应体系处于室温状态。将所得产物离心分离后，用去离子水洗涤3次，真空中室温干燥24小时，得到纳米硒化铜。
所得到纳米硒化铜的X-射线衍射谱图如图1，由图1可见所制备的纳米硒化铜为立方晶型，透射电子显微镜照片如图2，由图2可见所制备的纳米硒化铜的晶粒大小为70-90nm。
实施例2：
①在一个50mL的石英锥形瓶中，将0.2g无水硫酸铜溶于26mL去离子水中，按1∶1.2的摩尔比加入乙二胺四乙酸二钠得到二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液。
②将0.05mol的无水亚硫酸钠溶解于100mL的去离子水中，再加入0.02mol的硒粉，回流5小时制得0.2M的硒代硫酸钠水溶液。
③量取3mL步骤②中制备的硒代硫酸钠水溶液加入到步骤①所制备的乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液，通入氮气20分钟，然后将锥形瓶置于250W的高压汞灯20cm远处辐照4小时，用冷却水来保持反应体系处于室温状态。将所得产物离心分离后，用去离子水洗涤3次，真空中室温干燥30小时，得到纳米硒化铜。
实施例3：
①在一个50mL的石英锥形瓶中，将0.2g氯化铜溶于26mL去离子水中，按1∶1.5的摩尔比加入乙二胺四乙酸二钠得到二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液。
②将0.06mol的无水亚硫酸钠溶解于100mL的去离子水中，再加入0.02mol的硒粉，回流4小时制得0.2M的硒代硫酸钠水溶液。
③量取4mL步骤②中制备的硒代硫酸钠水溶液加入到步骤①所制备的乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液，通入氮气30分钟，然后将锥形瓶置于250W的高压汞灯20cm远处辐照8小时，用冷却水来保持反应体系处于室温状态。将所得产物离心分离后，用去离子水洗涤3次，真空中室温干燥24小时，得到纳米硒化铜。

Claims (2)

1.一种纳米硒化铜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液的制备：将乙二胺四乙酸二钠溶解于含二价铜离子的水溶液而得到二价铜离子与乙二胺四乙酸二钠的配合物——乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液，乙二胺四乙酸二钠与二价铜离子的摩尔比为1～1.5∶1；
②硒代硫酸钠的水溶液的制备：将亚硫酸钠水溶液与硒粉回流3～5小时制得，亚硫酸钠水溶液与硒粉的摩尔比为2～4∶1；
③纳米硒化铜的合成：将所制备的乙二胺四乙酸合铜络阴离子水溶液与硒代硫酸钠的水溶液以1～1.2∶1的摩尔比在石英锥形瓶中混合，通入氮气10-30分钟以排尽空气后用高压汞灯辐照4-8小时，并用冷却水保持反应体系为室温，反应结束后离心分离，洗涤、干燥即可获得纳米硒化铜。
2、如权利要求1所述的纳米硒化铜的制备方法，其特征在于所说的含二价铜离子的水溶液为硝酸铜、无水硫酸铜、含结晶水的硫酸铜、无水氯化铜、含结晶水的氯化铜、溴化铜或乙酸铜的水溶液。
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