KR101291345B1 - 용매열합성에 의한 텔륨 나노튜브 및 비스무스텔루라이드 나노튜브의 제조방법 - Google Patents

용매열합성에 의한 텔륨 나노튜브 및 비스무스텔루라이드 나노튜브의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고비점 유기 용매와 커플링제 및 텔륨 화합물을 혼합, 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하고, 이를 비스무스(Bi) 화합물과 혼합함으로써 비스무스 이온의 환원에 의하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 경우 간단하면서도, 대량 제조가 가능하므로, 용액상에서 균일한 1차원 나노튜브를 제조에 광범위하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

용매열합성에 의한 텔륨 나노튜브 및 비스무스텔루라이드 나노튜브의 제조방법{Manufacturing method of Te and bismuth telluride nano tubes by solvothermal synthesis}
본 발명은 고비점 유기 용매와 커플링제 및 텔륨 화합물을 혼합, 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하고, 이를 비스무스(Bi) 화합물과 혼합함으로써 비스무스 이온의 환원에 의하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다.
비스무스 텔루라이드(Bismuth Telluride; Bi2Te3)는 열전에너지 전환효율이 높은 합금으로, 하기 수학식 1로 표시되는 열전성능지수(Figure of merit)가 실온에서 가장 높은 물질로 알려져 있다.
Figure 112010084676545-pat00001
상기 수학식 1에서, α는 Seebeck 상수이고, σ는 전기전도도이고, κ는 열전도도, T는 절대온도이다.
Bi2Te3 합금은 비스무스(Bi)와 텔륨(Te)의 두 금속간의 확산에 의해 형성된다. 이러한 확산현상은 커켄달 효과(Kirkendall effect)와 관련 있다. 커켄달 효과는 이종(異種)의 두 금속이 접합할 때 확산속도가 빠른 금속의 원자는 확산속도가 느린 금속 방향으로 더 많이 이동되어, 경계면이 확산속도가 빠른 쪽으로 이동하는 현상을 일컫는다. 이때 확산속도가 빠른 금속은 커켄달 기공을 형성하는데, 이로써 구형 쉘(spherical shells) 또는 나노튜브(nanotube) 등과 같은 속이 비어있는 합금 구조를 형성하게 된다. [X. Liang, X. Wang, Y. Zhuang, B. Xu, S. Kuang, Y. Li, J. Am. Chem. Soc. 130 2736-2737 (2008); K. Raidongia, C.N.R. Rao, J. Phys. Chem. C 112 13366-13371 (2008)]
Bi2Te3 합금의 합성법에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있다. Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 일반적인 제조방법은 용매열(solvothermal) 방법과 수열합성(hydrothermal) 방법으로 대별된다. 용매열(solvothermal) 방법은, 유기용매를 사용하여 160℃ 이상의 고온에서 합성하는 방법이다. 수열합성(hydrothermal) 방법은, 알칼리 수용액에 Te 전구체, Bi 전구체, 계면활성제 및 환원제를 동시에 넣은 후 200℃의 고온으로 합성하는 방법이다.
용매열(solvothermal) 방법으로 튜브(tube), 쉬트(sheet) 형상의 Bi2Te3를 합성 [Y. Deng, C.W. Cui, N.L. Zhang, T.H. Ji, Q.L. Yang, L. Guo, Solid State Commun. 138 111-113 (2006); Y. Jiang, Y.J. Zhu, J. Crystal Growth 306 351-355 (2007); Y. Xu, Z. Ren, G. Cao, W. Ren, K. Deng, Y. Zhong, Mater. Lett. 62 4525-4528 (2008)]하는 기술이 발표되어 있다. 그리고, 수열합성(hydrothermal) 방법으로 나노로드(nanorod), 나노플레이트(nanoplate), 나노튜브(nanotube), 나노플레이크(nanoflake) 형상의 Bi2Te3를 합성[X.B. Zhao, X.H. Ji, Y.H. Zhang, G.S. Cao, J.P. Tu, Appl. Phys. A80 1567-1571 (2005); T. Sun, X.B. Zhao, T.J. Zhu, J.P. Tu, Mater. Lett. 60 2534-2537 (2006); Y. Xu, Z. Ren, W. Ren, G. Cao, K. Deng, Y. Zhong, Mater. Lett. 62 4273-4276 (2008)]하는 기술이 발표되어 있다.
Bi2Te3 합금은 그 형상에 따라 열전성능에도 차이가 있는데, 1차원 구조를 갖는 나노튜브 형태의 Bi2Te3 합금이 열전성능이 가장 우수하여 열전소재로 적합한 것으로 알려져 있다. 특히, 용매열 방법의 경우, 1차원 구조의 나노튜브를 비교적 쉽게 얻을 수 있다는 장점은 있지만, 대량 제조가 불가능하여 산업적으로 적용하기가 어렵다.
따라서 산업적으로 적용할 수 있는 용매열 방법을 이용한 나노튜브의 제조에 대한 연구가 지속적으로 요구되는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 용매열 방법을 이용하여 보다 간편한면서도 대량 제조가 가능한 Bi2Te3 나노튜브의 제조방법을 제공하고자 연구, 노력한 결과, 고비점 유기 용매와 커플링제 및 텔륨 화합물을 혼합, 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하고, 이를 비스무스(Bi) 화합물과 혼합함으로써 비스무스 이온의 환원에 의하여 Bi2Te3 나노튜브를 대량 제조할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 고비점 유기 용매와 커플링제 및 텔륨 화합물을 혼합하는Te 나노튜브를 제조하는 방법을 제공하는데 일차적인 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 제조된 Te 나노튜브를 비스무스(Bi) 화합물과 혼합하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 방법을 제공하는데 최종적인 목적이 있다.
본 발명은,
에틸렌글리콜(ethylene glycol), 올레익산(oleic acid), 올레일아민(oleylamine), 헥사데칸 (hexadecane), 에틸렌다이아민(ethylenediamine), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 피리딘(pyridine) 및 아세톤(acetone) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 용매와,
폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyl-trimethyl-ammonium-bromide), 에틸렌다이아미노테트라아세트산염(ethylenediaminotetraacetic acid disodium salt) 및 소듐도데실벤젠설퍼네이트(sodium dodecyl-benzene-sulfonate) 중에서 선택된 커플링제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
텔륨 화합물을 상기 혼합 용액에 넣고 반응시키는 단계
를 포함하는 Te 나노튜브의 제조방법을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조된 Te 나노튜브를 포함하는 용액에, 비스무스(Bi) 화합물 함유 용액 및 환원제를 혼합하고 반응시키는 단계를 포함하는 것을 Bi2Te3 나노튜브의 제조방법을 또다른 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 경우 간단하면서도, 대량 제조가 가능하므로, 용액상에서 균일한 1차원 나노튜브를 제조에 광범위하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 실시예 1에 의하여 제조된 Te 나노튜브의 FESEM(a) 및 TEM(b) 사진을 나타낸 것이다. 이때 (a)의 삽입 이미지는 화살표 부분의 확대 사진이며, (b)의 삽입 이미지는 SAED 패턴을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 2에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 XRD 패턴(a) 및 EDX 스펙트럼(b)을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 2에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 2에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 TEM 사진(a,b), HRTEM 사진(c,d) 및 SAED 패턴(e)을 나타낸 것이다.
본 발명은 고비점 유기 용매와 커플링제 및 텔륨 화합물을 혼합하고 이를 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하고, 이를 비스무스(Bi) 화합물과 혼합하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 방법을 그 특징으로 한다.
본 발명의 Bi2Te3 나노튜브의 제조시 주형(template) 역할을 하는 Te 나노튜브는 하기의 두 단계 제조과정으로 진행된다.
첫 번째 과정은 고비점 유기 용매와 커플링제를 혼합하여 혼합 용액를 제조하는 과정이다.
상기 고비점 유기 용매로는 끓는점(비점)이 100 ~ 300 ℃인 용매로서 에틸렌글리콜(ethyelene glycol), 올레익산(oleic acid), 올레일아민(oleylamine), 헥사데칸(hexadecane), 에틸렌다이아민(ethylenediamine), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 피리딘(pyridine) 및 아세톤(acetone) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 용매를 사용하며, 바람직하게는 에틸렌글리콜 또는 올레일아민을 사용하는 것이 좋다.
또한 1차원 구조의 성장과 생성된 시료의 응집을 방지하는 역할을 하는 커플링제로는 폴리비닐피롤리돈(polyviny pyrrolidone), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyl-trimethyl-ammonium-bromide), 에틸렌다이아미노테트라아세트산염(ethylenediaminotetraacetic acid disodium salt) 및 소듐도디실벤젠설퍼네이트(sodium dodecyl-benzene-sulfonate) 중에서 선택된 화합물을 사용하며, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올과 같은 고분자계 화합물 중에서 선택된 화합물을 사용하는 것이 좋다. 특히, 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈의 경우에는 중량평균분자량 10,000 ~ 50,000, 폴리비닐알콜의 경우에는 중량평균분자량 30,000 ~ 100,000 인 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 커플링제의 경우 상기 유기 용매 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 1.0 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 1.0 중량부를 초과하면 시료와 커플링제의 과다 투여로 인한 응집현상이 발생되는 문제가 있으며, 1.0 중량부 미만으로 사용되면 1차원 구조의 성장이 제한되는 문제가 있다.
두 번째 과정은 상기 제조된 혼합 용액에 텔륨 화합물은 넣고 고온에서 혼합, 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하는 과정이다.
상기 텔륨 화합물로는 소듐텔루라이트(Na2TeO3), 소듐텔루레이트(Na2TeO4), 텔륨에톡사이드(Te(OC2H5)4), 오소텔루릭산(H6TeO6) 및 텔륨다이옥사이드(TeO2) 중에서 선택되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 소듐텔루라이드, 소듐텔루레이트 중에서 선택된 화합물을 사용하는 것이 좋다. 상기 텔륨 화합물은 상기 혼합 용액 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 10 중량부를 초과하면 균일한 생성물이 합성되지 않고 응집이 발생하는 문제가 있으며, 0.5 중량부 미만으로 사용되면 대량의 시료회수가 어려우며 Bi와 Te 원자의 반응접근성의 한계로 인해 불균일 반응이 일어나는 문제가 있다.
텔륨 화합물을 상기 혼합 용액에 넣고 가열하여 반응을 유도하며, 바람직하게는 100 ~ 300 ℃, 더욱 바람직하게는 150 ~ 250 ℃에서 반응시키는 것이 좋으며, 약 30분 ~ 5 시간 반응을 유지시킨다.
이를 통하여 Bi2Te3 나노튜브의 제조시 주형(template) 역할을 하는 Te 나노튜브를 제조할 수 있고, 이때 제조되는 Te 나노튜브의 미세구조는 XRD, SEM을 이용하여 확인할 수 있으며, 직경은 약 100 ~ 400 nm, 길이는 5 ~ 20 ㎛로 나타난다.
상기 제조된 Te 나노튜브를 포함하는 용액에, 비스무스(Bi) 화합물 함유 용액 및 환원제를 혼합하고 반응시키면 최종적으로 Bi2Te3 나노튜브를 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용하는 비스무스(Bi) 화합물은 비스무스 이온(Bi3+)을 포함하는 전구체 화합물로서, 예를 들면 BiCl3를 비롯한 할로겐화합물이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용하는 환원제는 비스무스 이온(Bi3+)을 비스무스(Bi) 금속으로 환원하는 것으로, 수소화붕소나트륨(NaBH4) 또는 하이드라진(hydrazine) 등을 사용할 수 있다. 환원제의 사용량은 Te 나노튜브를 포함하는 용액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 범위로 사용할 수 있다. 환원제의 사용량이 0.1 중량부 미만으로 너무 낮으면 염화비스무스(BiCl3)가 축합반응하면서 형성된 BiOCl로부터 비스무스(Bi) 금속으로의 환원이 어려운 문제가 있고, 이와 반대로 환원제의 사용량이 10 중량부를 초과하면 Bi2Te3 표면이 부분적으로 용해되어 3차원의 불규칙한 형상 또는 무정형의 Bi2Te3 입자가 형성되어 본 발명이 목적하는 1차원 구조의 Bi2Te3 나노튜브를 얻을 수 없는 문제가 있다.
비스무스 이온의 환원에 의하여 형성된 비스무스 원자가 Te 나노튜브의 표면에 선택적으로 핵생성을 이루어 Bi-Te 합금 층이 형성되고, 지속적인 핵성장으로 인하여 Bi2Te3 코어-쉘 구조를 형성하면서 Bi2Te3 나노튜브를 얻을 수 있으며, 이후 Bi2Te3 나노튜브는 축방향으로 더 이상 성장하지 아니하고 Te 나노튜브의 성장 방향의 수직방향을 따라 비스무스 원자가 합금되어 부피 확장을 이끌게 된다.
상기 용매열 합성법에 의하여 생성된 Bi2Te3 나노튜브 침전물은 여과하여 수득하는데, 여과는 원심분리 등의 통상의 방법으로 수행한다.
상기 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 입자 형상, 결정구조 등의 미세구조는 XRD, SEM을 이용하여 확인할 수 있으며, 직경이 200 ~ 500 ㎚이고, 길이가 5 ~ 20 ㎛인 1차원 구조의 균일한 표면을 갖는 Bi2Te3 나노튜브로 얻어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: Te 나노튜브의 용매열 합성
콘덴서가 부착된 300 ㎖ 용량의 3구 플라스크에 중량평균분자량 40,000의 폴리비닐피롤리돈 0.5 g과 에틸렌글리콜 50 g을 넣고, 100℃에서 충분히 교반하여 혼합 용액을 제조하였다. 이후 소듐텔루라이드(Na2TeO3) 1.5 mmol을 상기 혼합 용매에 넣고, 190℃로 가열하여 약 3 시간 동안 반응을 진행시켜 Te 나노튜브를 제조하였다.
실시예 2 : Bi 2 Te 3 나노튜브의 용매열 합성
상기 Te 나노튜브가 제조된 혼합 용액의 온도를 160℃로 낮추고, BiCl3 1.0 mmol과 하이드라진 수화물(N2H4 · H20) 0.3 ml 을 넣은 뒤 1시간 동안 반응시켰다. 이후 상온으로 온도를 낮추어 원심분리기를 이용하여 상등액을 제거시키고 순수와 에틸알콜로 세척한 다음, 100 ℃에서 5시간 건조하여 Bi2Te3 나노튜브를 제조하였다.
비교예 : 기존 방법에 의한 Bi 2 Te 3 나노튜브의 용매열 합성
0.012 mmol의 비스무스클로라이드(BiCl3)와 0.020 mmol의 텔륨에톡사이드(Te(OC2H5)4) 그리고 1.32 mmol의 폴리비닐피롤리돈(PVP)를 에탄올 10 ml에 각각 분리하여 용해시킨 후, 염화비스무스(BiCl3) 용액과 텔륨에톡사이드(Te(OC2H5)4) 용액을 혼합하고 1시간 동안 교반을 실시하였다. 이 혼합물에 1.32 mmol의 폴리비닐피롤리돈(PVP)를 20 ml의 에탄올에 혼합한 용액을 추가로 넣고 0℃까지 온도를 낮춘 다음, 10 ml 에탄올에 0.53 mmol의 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 혼합한 용액을 약 10분에 걸쳐 투입하였다. 이후 환류하여 생성된 혼합물을 얻은 다음, 에틸렌글리콜 50 ml를 다시 넣고 비등점까지 온도를 높여 추가적인 열처리를 실시하여 Bi2Te3 입자를 제조하였다. 그 결과 매우 미세한 무정형의 입자가 생성되었으나, 나노튜브는 얻을 수 없었다.
실험예 : 결정구조의 분석
제조된 나노튜브의 결정구조를 Cu-Kα 방사선(1.54059 Å)을 사용한 Rigaku D/MAX-2200V diffractometer에서 운영되는 X-ray diffraction(XRD)에 의하여 조사하였다. 또한 생성물의 형태와 화학적 구성비는 10kV의 가속전압에서 운영되는 XL-30S FEG에서 field emission scanning electron microscopy(FESEM)과 energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDX)에 의해 분석하였다. 나노 화합물의 미세구조는 300kV의 가속전압에서 운영되는 TECNAI G2 F30 TEM에서 Transmission electron microscopy(TEM), high-resolution TEM(HRTEM) 과 selected area electron diffraction(SAED)에 의하여 분석하였다.
실시예 1에 의하여 제조된 Te 나노튜브의 FESEM 및 TEM 사진을 도 1에 나타내었다. Te 나노튜브의 직경은 약 250 nm 이며, 벽 두께는 약 50 nm인 속이 비어 있는 육각 기둥의 형태를 이루고 있었다. 또한 도 1b의 삽입 그림인 SAED 패턴에서는 Te 나노튜브가 삼방정계의 c축을 따라 성장방향을 가지며 균일하면서도 단결정의 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한 실시예 2에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 XRD 및 EDX 분석 결과를 도 2에 나타내었다.
상기 XRD 패턴을 통하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브가 능면체 결정구조를 가지는 것을 확인하였으며, 계산된 격자 파라메터(lattice parameter)가 a=4.338Å, c=30.40Å 로 나타나 종래 알려진 Bi2Te3 나노튜브의 값과 일치하는 것으로 나타났다.
또한 EDX 분석 결과에서 보는 바와 같이, Bi 와 Te 의 화학적 조성비가 약 40.1 : 59.9로 나타나, 정상적인 화학양론적 조성인 2:3과 비교하여 거의 일치함을 확인할 수 있었다.
실시예 2에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 SEM 사진은 도 3 에 나타내었으며, 직경이 200 ~ 400 nm 이면서 길이가 수 ㎛인 1차원 나노튜브로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
비교예에 의하여 제조된 Bi2Te3 나노튜브의 TEM, HRTEM 및 SAED 사진은 도 4 에 나타내었으며, TEM 사진을 통하여 합성된 나노튜브가 기공을 가지고 있고, 표면은 울퉁불통한 형태로 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, HRTEM 사진을 통하여 격자 줄무니의 측정된 간격이 각각 0.324, 1.01 nm로 특정되는 것을 확인하였으며, SAED 패턴을 통하여 Te 나노튜브의 점 형태와는 달리 번진듯한 원 형태가 나타난 바 Bi2Te3 나노튜브가 다결정성의 특징을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 에틸렌글리콜, 헥사데칸, 에틸렌다이아민, 디메틸포름아마이드 및 피리딘 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 용매와, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 세틸트리메틸암모늄브로마이드 및 소듐도디실벤젠설퍼네이트 중에서 선택된 커플링제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합 용액에 소듐텔루라이드(Na2TeO3) 및 소듐텔루레이트(Na2TeO4) 중에서 선택된 텔륨 화합물을 넣고 100 ~ 300 ℃에서 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 Te 나노튜브의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링제는 중량평균분자량 10,000 ~ 50,000 의 폴리비닐피롤리돈 또는 중량평균분자량 30,000 ~ 100,000의 폴리비닐알콜인 것을 특징으로 하는 Te 나노튜브의 제조방법.
  5. 에틸렌글리콜, 헥사데칸, 에틸렌다이아민, 디메틸포름아마이드 및 피리딘 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 용매와, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 세틸트리메틸암모늄브로마이드 및 소듐도디실벤젠설퍼네이트 중에서 선택된 커플링제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계;
    상기 혼합 용액에 소듐텔루라이드(Na2TeO3) 및 소듐텔루레이트(Na2TeO4) 중에서 선택된 텔륨 화합물을 넣고 100 ~ 300 ℃에서 반응시켜 Te 나노튜브를 제조하는 단계; 및
    상기 Te 나노튜브를 포함하는 용액에, 비스무스(Bi) 화합물 및 환원제를 혼합하고 반응시켜 Bi2Te3 나노튜브를 제조하는 단계;
    를 포함하는 Bi2Te3 나노튜브의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 환원제는 보론사수소나트륨(NaBH4) 또는 하이드라진(hydrazine)인 것을 특징으로 하는 Bi2Te3 나노튜브의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 환원제는 Te 나노튜브를 포함하는 용액 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 Bi2Te3 나노튜브의 제조방법.
  8. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 Te 나노튜브는 속이 비어 있는 육각 기둥 형태의 결정구조를 가지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 Bi2Te3 나노튜브는 능면체 결정구조를 가지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
KR1020100132175A 2010-12-22 2010-12-22 용매열합성에 의한 텔륨 나노튜브 및 비스무스텔루라이드 나노튜브의 제조방법 KR101291345B1 (ko)

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CN111408363B (zh) * 2019-12-02 2022-12-20 杭州师范大学 一种用于氮气光电化学还原的催化剂制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104555952A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 浙江理工大学 一种纳米级棒状碲化铋纳米材料的制备方法
CN104555952B (zh) * 2013-10-22 2017-06-23 浙江理工大学 一种纳米级棒状碲化铋纳米材料的制备方法
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