本發(fā)明涉及SnSe微米球制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種室溫液相法制備SnSe微米球的方法。

背景技術(shù)：

第IV-VI族半導(dǎo)體化合物硒化錫能夠形成多種化學(xué)計(jì)量比的化合物，例如SnSe，SnSe₂以及Sn₂Se₃，其中SnSe和SnSe₂有著比較廣泛的應(yīng)用前景。硒化亞錫(SnSe)是一種重要的半導(dǎo)體材料，禁帶寬度大約為0.9eV，具有較好的電學(xué)、光學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于紅外光電儀器和記憶切換開關(guān)、全息圖的固相介質(zhì)、鋰離子/鈉離子電池電極材料的研究、薄膜太陽能電池的吸收材料等方向。因此，對(duì)于硒化亞錫的研究是一個(gè)熱點(diǎn)方向。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，材料的尺寸和形貌對(duì)于材料的性能(光學(xué)性能、電學(xué)性能等)有著巨大的影響，因而對(duì)于材料結(jié)構(gòu)的調(diào)控成為研究者研究的熱點(diǎn)。例如，崔啟良等采用電弧法制備了正方形片狀結(jié)構(gòu)的硒化亞錫(崔啟良、張健、王秋實(shí)等，一種硒化亞錫正方形納米片及其制備方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510086479.X)；崔啟良等又采用又采用同樣的方法制備了硒化亞錫硒化亞錫納米球(崔啟良、張健、王秋實(shí)等，一種硒化亞錫納米球的制備方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510086485.5)；Sheng Liu等采用熱注入法，在290℃合成了硒化亞錫單晶納米線(Solution-Phase Synthesis and Characterization of Single-Crystalline SnSe Nanowires,Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,12050–12053)。

目前所報(bào)道的硒化錫的合成方法主要分為兩類：濕化學(xué)法(水熱法、溶劑熱法、沉淀法、溶膠-凝膠法等)和固相合成法(化學(xué)/物理氣相沉積、高能球磨等)。但上述制備方法普遍存在反應(yīng)耗時(shí)長(zhǎng)，高溫/高壓環(huán)境，產(chǎn)量小，需要添加反應(yīng)催化劑、表面活性劑，依賴基底生長(zhǎng)等特點(diǎn)，這使合成成本過高，制備過程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種室溫液相法制備SnSe微米球的方法，所制備的SnSe微米球?yàn)橐环N由棒狀的小顆粒組裝而成的微米球。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種室溫液相法制備SnSe微米球的方法，包括以下步驟：

室溫條件下，將硒粉加到水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；取無機(jī)錫鹽加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B，硒原子與錫離子的摩爾比為1：(1.5～2)；將溶液B攪拌至溶液B逐漸變成黑色；然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇洗滌、烘干得到SnSe微米球。

所述的無機(jī)錫鹽為SnCl₂·2H₂O。

具體包括以下步驟：

將0.1579～6.316份硒粉加到5～30mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.2256～9份SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以400～1000r/min的速度攪拌1～6h，后溶液B逐漸變成黑色；然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌、烘干得到SnSe微米球。

硒粉用量為0.6316份；水合肼用量為25mL；SnCl₂·2H₂O用量為1.0份。

所制備的SnSe微米球由納米棒組裝而成，微米球的尺寸為0.5～1μm。

攪拌為磁力攪拌，攪拌速度為400～1000r/min，攪拌時(shí)間1～6h。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明的制備方法無需高溫高壓環(huán)境，以無機(jī)錫鹽為錫源，硒粉為硒源，水合肼作為還原劑；室溫下反應(yīng)數(shù)小時(shí)即可得到產(chǎn)物，且產(chǎn)物為均勻的微米球，由無數(shù)納米棒組裝而成。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，重復(fù)性高，無需添加任何模板劑和催化劑，室溫液相合成既有利于控制產(chǎn)物形貌，又節(jié)約了能耗和生成成本，適合大規(guī)模生成制造。本發(fā)明所制備的SnSe為一種由許多納米棒組裝而成的球。SnSe微米球的尺寸約為0.5～1μm。產(chǎn)物尺寸小，純度高，預(yù)計(jì)在電化學(xué)領(lǐng)域、半導(dǎo)體領(lǐng)域和光催化領(lǐng)域會(huì)有較好的應(yīng)用。

【附圖說明】

圖1為實(shí)施例3所制備的SnSe的X-射線衍射(XRD)圖譜；

圖2為實(shí)施例3所制備的SnSe微米球的掃描電鏡(SEM)照片。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

一種室溫液相法制備SnSe微米球的方法，按照重量份數(shù)，包括：將0.1579～6.316份硒粉加到5～30mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.2256～9份SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以400～1000r/min的速度攪拌1～6h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。所述硒粉與SnCl₂·2H₂O的摩爾比為1：(1.5～2)。

所制備的SnSe微米球由棒狀的小顆粒組裝而成，微米球的尺寸約為0.5～1μm。

實(shí)施例1

將0.1579g硒粉加到10mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.2256g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以500r/min的速度攪拌2h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

實(shí)施例2

將0.3158g硒粉加到20mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.6g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以800r/min的速度攪拌3h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

實(shí)施例3

將0.6316g硒粉加到25mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取1.0g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以900r/min的速度攪拌3h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

用日本理學(xué)D/max2000PCX-射線衍射儀分析樣品(SnSe微米球)，發(fā)現(xiàn)樣品與JCPDS編號(hào)為65-3811的正交晶系的SnSe結(jié)構(gòu)一致，說明該方法可制得純相的SnSe。將該樣品用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)進(jìn)行觀察，可以看出所制備的SnSe產(chǎn)物為均勻的0.5～1μm的微米球，且微米球由無數(shù)納米棒組裝而成。

實(shí)施例4

將1.68g硒粉加到30mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取3.2g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以800r/min的速度攪拌5h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

實(shí)施例5

將0.21g硒粉加到20mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.33g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以600r/min的速度攪拌4h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

實(shí)施例6

將0.1579g硒粉加到5mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取0.2256g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以1000r/min的速度攪拌1h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

實(shí)施例7

將6.316g硒粉加到30mL水合肼中，攪拌至硒粉完全溶解形成酒紅色溶液A；稱取9g SnCl₂·2H₂O加入上述溶液A中，攪拌至變成淺黃色的溶液B；將溶液B置于磁力攪拌機(jī)上以800r/min的速度攪拌6h，后溶液B逐漸變成黑色。然后，將溶液B離心得到黑色粉體，并用無水乙醇反復(fù)洗滌3次烘干得到SnSe微米球。

總之，本發(fā)明采用室溫液相法制備了SnSe微米球，微米球由許多納米棒組裝而成。本發(fā)明采用的方法非常簡(jiǎn)單，重復(fù)性高，反應(yīng)無需高溫壓的環(huán)境和大型昂貴設(shè)備，大大的節(jié)約了能耗和生成成本，而且本發(fā)明制備的產(chǎn)物尺寸小，純度高，預(yù)計(jì)在電化學(xué)領(lǐng)域、半導(dǎo)體領(lǐng)域和光催化領(lǐng)域會(huì)有較好的應(yīng)用。