PDF《C01G 11/00 (2006.01)》

[19]中华人民共和国国家知识产权局 [12]发明专利申请公开说明书 [11]公开号 CN 1868893A [43]公开日 2006年11月29日[21]申请号 200610016907.

2 [22]申请日 2006.06.02 [21]申请号 200610016907.2 [71]申请人 中国科学院长春应用化学研究所 地址 130022吉林省长春市人民大街5625号[72]发明人 汪尔康 包海峰 黄利坚 [74]专利代理机构 长春科宇专利代理有限责任公司 代理人 马守忠 [51]Int.CI. C01G 11/00 (2006.01) 权利要求书

1 页 说明书

3 页 附图

1 页[54]发明名称 硒化镉纳米团的制备方法 [57]摘要 本发明公开了一种硒化镉纳米团的制备方法: 分别以二氯化镉(CdCl2)和硒代硫酸钠(Na2SeSO3) 为镉源和硒源,镉和硒的摩尔比为10∶1~10,二 氯化镉和二水合柠檬酸三钠的摩尔比为2.1∶1;

在 氩气保护并搅拌下,先往三口反应器中补充二次蒸 馏水以调节总体积,使最终混合反应液中的镉浓度 为3.2mol・l -1 ,然后按比例分别加入CdCl2 溶液 和二水合柠檬酸三钠,并加热至80~100℃,接着 往反应液中注入Na2SeSO3 溶液并开始计时,反应15 ~120min后停止加热,即得到17~25nm柠檬酸钠保 护的硒化镉纳米团.合成的CdSe纳米团是一种新颖 的无序体系纳米材料,并且由于安德森无序势阱, 可使得纳米团能实现室温的量子充放电,成为室温 单电子器件的功能元件. 200610016907.2 权利要求书第1/1页

21、一种硒化镉纳米团的制备方法,其特征在于,步骤和条件为:分 别以二氯化镉(CdCl2 )和硒代硫酸钠(Na2 SeS O3 )为镉源和硒源,镉和硒 的摩尔比为10∶1~10,二氯化镉和二水合柠檬酸三钠的摩尔比为2.1∶1;

在氩气保护并搅拌下,先往三口反应器中补充二次蒸馏水以调节总体积, 使最终混合反应液中的镉浓度为3.2mol・l -1 ,然后按比例分别加入CdCl2 溶液和二水合柠檬酸三钠,并加热至80~100℃,接着往反应液中注入 Na2SeSO3 溶液并开始计时,反应15~120min后停止加热,即得到柠檬酸 钠保护的硒化镉纳米团. 200610016907.2 说明书第1/3页3硒化镉纳米团的制备方法 技术领域 本发明涉及一种硒化镉纳米团的制备方法. 背景技术 半导体纳米晶的光、电性质可以通过改变其物理尺寸而得到调节,而且 可产生色纯度较高的发射光,它们在光电子器件和生物荧光标记等方面显示 出了光明的应用前景.在过去的二十多年里,科学家们发展并掌握了合成高 质量半导体纳米晶的方法,制备了尺寸分布变得很窄、荧光量子产率很高的 纳米晶.实验结果指出,纳米晶的荧光量子产率与纳米晶的表面性质有很大 关系.由于纳米晶比表面积很大,表面键态和电子能态不同于颗粒内部,如 果粒子表面存在着大量没有配位的悬键,就会引起在能隙中一些附加缺陷能 级的形成.在这种情况下,当激发光作用于半导体纳米晶时,除了产生相对 较窄的带边荧光发射谱带外,还会在较长波长处产生一个较宽的缺陷态发光 谱带.这在较低温度下合成的半导体纳米晶中经常发生.对于具有良好晶体 结构的纳米晶的量子限域效应,能带理论可以给出很好的解释.而对于无序 的半导体纳米材料,能带理论就不一定适用了,需要用"Mott-CFO( 莫特- 科弗奥) 模型"来解释( 参见:莫特等著,《非晶材料中的电子过程( 第二版) 》,英国牛津克莱瑞登出版社,1979 年版(N.F.Mott ,et? al ,Electronic Processes? In? Non-Crystalline? Materials(Second? Edition),Clarendon? Press, Oxford ,1979)) .这个模型是非晶态体系中电子能态的最基本的模型.当 体相的无序半导体体积缩小至纳米尺度,并且小于安德森定域的空间范围的 时候,在这一纳米尺寸的无序半导体材料中,扩展态消失,定域态由于量子 限域效应会变成分离的能级,此时纳米尺度的无序半导体材料也会表现出和 上述纳米晶材料相似的光电特性.因此,有的半导体器件中可以直接使用这 些纳米尺寸的无序半导体材料而不必使用更小的纳米粒子.然而,到目前为 止,还没有合成这些纳米团的报道. 200610016907.2 说明书第2/3页4发明内容 本发明的目的是提出一种硒化镉纳米团的制备方法.本发明采用水相法 第一次合成了一种无序结构的硒化镉(CdSe)纳米团. 本发明的步骤和条件为:分别以二氯化镉(CdCl2)和硒代硫酸钠(Na2 SeSO3 ) 为镉源和硒源.镉和硒的摩尔比为10 ∶1 ~10 ;

二氯化镉和二水 合柠檬酸三钠的摩尔比为2.1∶1. 在氩气保护并搅拌下,先往三口反应器中补充二次蒸馏水以调节总体积,使最终混合反应液中的镉浓度为3.2mol ・l -

1 ,然后按比例分别加入CdCl2 溶液和二水合柠檬酸三钠,并加热至8

0 ~1

0 0 ℃ , 接着往反应液中注入Na2SeSO3溶液并开始计时,反应1

5 ~1

2 0 m i n 后停止加热即得到1

7 ~2

5 n m 柠檬酸钠保护的硒化镉纳米团. 通过这种方法合成的C d S e 纳米团是一种新颖的无序体系纳米材料,虽然这种纳米团尺寸为2

0 n m 左右,超出了玻尔半径的范围,却依然表现出类似于C d S e 纳米晶的粒径相关的荧光现象,可能为研究纳米非晶材料提供新的思路,并且由于安德森无序势阱,可使得纳米团能实现室温的量子充放电, 成为室温单电子器件的功能元件. 附图说明 图1 中的a 、b 、c 分别对应于实施例1 ~3 得到的C d S e 纳米团的室温发射光谱和激发光谱. 图2 中的A 、B 、C 分别对应于实施例1 ~3 得到的C d S e 纳米团的透射电镜图(相应的平均粒径分别为17nm、22nm、25nm) 具体实施方式 实施例1: 在氩气保护并搅拌下,往三口瓶中加入4

2 m l 二次蒸馏水,分别加入4 m l 浓度为0 .

0 4 m o l . l -

1 的C d C l

2 溶液(

0 .

1 6 m m o l ) 和1

0 0 m g 二水合柠檬酸三钠(0.34mmol),加热至100℃后注入4ml浓度为0.01mol.l -1 的Na2 SeSO3 (0.04mmol) 溶液并开始计时,反应15min 后停止加热即得到平均 粒径为17nm的柠檬酸钠保护的CdSe纳米团. 实施例2: 在氩气保护并搅拌下,往三口瓶中加入4

2 m l 二次蒸馏水,分别加入4 200610016907.2 说明书第3/3页5ml浓度为0 .

0 4 m o l . l -

1 的C d C l

2 溶液(

0 .

1 6 m m o l ) 和1

0 0 m g 二水合柠檬酸三钠(0.34mmol),加热至100℃后注入4ml浓度为0.01mol.l -1 的Na2 SeSO3 (0.04mmol) 溶液并开始计时,反应40min 后停止加热即得到平均 粒径为22nm的柠檬酸钠保护的CdSe纳米团. 实施例3: 在氩气保护并搅拌下,往三口瓶中加入4

2 m l 二次蒸馏水,分别加入4 m l 浓度为0 .

0 4 m o l . l -

1 的C d C l

2 溶液(

0 .

1 6 m m o l ) 和1

0 0 m g 二水合柠檬酸三钠(0.34mmol),加热至100℃后注入4ml浓度为0.01mol.l -1 的Na2 SeSO3 (0.04mmol) 溶液并开始计时,反应120min 后停止加热即得到平均 粒径为25nm的柠檬酸钠保护的CdSe纳米团. 实施例4: 在氩气保护并搅拌下,往三口瓶中加入4

2 m l 二次蒸馏水,分别加入4 m l 浓度为0 .

0 4 m o l . l -

1 的C d C l

2 溶液(

0 .

1 6 m m o l ) 和1

0 0 m g 二水合柠檬酸三钠(0.34mmol) ,加热至80 ℃后注入4ml 浓度为0.004mol.l -

1 的Na2 SeSO3 (0.016mmol) 溶液并开始计时,反应120min 后停止加热即得到平均粒径为23nm的柠檬酸钠保护的CdSe纳米团. 实施例5: 在氩气保护并搅拌下,往三口瓶中加入4

2 m l 二次蒸馏水,分别加入4 m l 浓度为0 .

0 4 m o l . l -

1 的C d C l

2 溶液(

0 .

1 6 m m o l ) 和1

0 0 m g 二水合柠檬酸三钠(0.34mmol) , 加热至90 ℃ 后注入4ml 浓度为0.04mol.l -

1 的Na2 SeSO3 (0.16mmol) 溶液并开始计时,反应90min 后停止加热即得到平均粒径为22 nm的柠檬酸钠保护的CdSe纳米团. 200610016907.2 说明书附图第1/1页6图1 图2