硫化铜纳米片阵列的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫化铜纳米片阵列的制备方法。它包括溶液法，特别是具体步骤为于基底表面蒸镀厚20‑500nm的铜膜，得到表面覆有铜膜的基底，之后，先将表面覆有铜膜的基底置于0.001‑0.1wt％的硫化钠水溶液中浸泡至少4h，再将其取出后冲洗，制得片长为100‑2000nm、片厚为10‑50nm的目的产物。它可在多种基底上生长出硫化铜纳米片阵列，并有着使用的原料少、绿色环保，节能省时、成本低的特点，进而使目的产物极易于广泛地商业化应用于太阳能电池、光催化、传感器领域。

【技术实现步骤摘要】
硫化铜纳米片阵列的制备方法
本专利技术涉及一种纳米片阵列的制备方法，尤其是一种硫化铜纳米片阵列的制备方法。
技术介绍
纳米硫化铜由于稳定的理化性质和优异的光电性能，以及在太阳能电池、光催化、传感方面的广泛应用，受到了人们的广泛关注。目前，制备纳米硫化铜的方法主要有水热法、热解法，如中国专利技术专利申请CN106057478A于2016年10月26日公布的一种在泡沫镍表面生成粗糙CuS纳米片阵列的制备方法及其应用。该专利技术专利申请文件中记载的制备方法为先对泡沫镍进行预处理，再于泡沫镍表面生成铜单质层后，采用水热法在泡沫镍表面生成粗糙CuS纳米片阵列。这种制备方法虽能获得硫化铜纳米片阵列，却也存在着不足之处，首先，产物为硫化铜纳米片阵列附于泡沫镍表面，限制了其应用的场合；其次，制备过程中涉及的原料较多，如盐酸、氯化铜、乙醇、硫粉等，且其中的盐酸易对环境造成污染；再次，制备过程较为复杂，不但耗能，也费时。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种可在多种基底上生长，且使用的原料少、节能省时的硫化铜纳米片阵列的制备方法。为解决本专利技术的技术问题，所采用的技术方案为，硫化铜纳米片阵列的制备方法包括溶液法，特别是：步骤1，于基底表面蒸镀厚20-500nm的铜膜，得到表面覆有铜膜的基底；步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.001-0.1wt％的硫化钠水溶液中浸泡至少4h，再将其取出后冲洗，制得片长为100-2000nm、片厚为10-50nm的硫化铜纳米片阵列。作为硫化铜纳米片阵列的制备方法的进一步改进：优选地，在对基底的表面蒸镀铜膜之前，先对其使用乙醇和去离子水清洗。优选地，基底为硅片基底，或陶瓷基底，或玻璃基底。优选地，蒸镀为磁控溅射，或电子束蒸发，或电沉积，或化学气相沉积。优选地，将表面覆有铜膜的基底置于硫化钠水溶液中浸泡的时间为4-6h。优选地，冲洗为使用去离子水或蒸馏水冲洗2-3次。相对于现有技术的有益效果是：其一，对制得的目的产物使用扫描电镜进行表征，并结合制备方法可知，目的产物为基底上覆有纳米片阵列；其中，纳米片阵列中的纳米片的片长为100-2000nm、片厚为10-50nm。纳米片由硫化铜构成。这种由硫化铜纳米片阵列组装成的目的产物，既由于硫化铜纳米片阵列的特质，又因基底的材料可随目的产物的特定用途而变化，从而大大地拓展了目的产物的适用性。其二，制备方法简单、科学、高效。不仅制得了可在多种基底上生长的目的产物——硫化铜纳米片阵列，还有着使用的原料少、绿色环保，节能省时、成本低的特点，进而使目的产物极易于广泛地商业化应用于太阳能电池、光催化、传感器领域。附图说明图1是对制备方法制得的目的产物使用扫描电镜(SEM)进行表征的结果之一。其中，图1中的图a、图b和图c为硫化钠水溶液的浓度分别为0.001wt％、0.01wt％和0.1wt％时，制得的目的产物的SEM图像。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选方式作进一步详细的描述。首先从市场购得或自行制得：作为基底的硅片基底、陶瓷基底和玻璃基底；硫化钠水溶液；乙醇；去离子水；蒸馏水。接着：实施例1制备的具体步骤为：步骤1，先对基底使用乙醇和去离子水清洗。再于基底表面蒸镀厚20nm的铜膜；其中，基底为硅片基底，蒸镀为磁控溅射，得到表面覆有铜膜的基底。步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.001wt％的硫化钠水溶液中浸泡6h。再将其取出后使用去离子水(或蒸馏水)冲洗2次，制得如图1中的a图所示的硫化铜纳米片阵列。实施例2制备的具体步骤为：步骤1，先对基底使用乙醇和去离子水清洗。再于基底表面蒸镀厚140nm的铜膜；其中，基底为硅片基底，蒸镀为磁控溅射，得到表面覆有铜膜的基底。步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.005wt％的硫化钠水溶液中浸泡5.5h。再将其取出后使用去离子水(或蒸馏水)冲洗2次，制得近似于图1中的a图所示的硫化铜纳米片阵列。实施例3制备的具体步骤为：步骤1，先对基底使用乙醇和去离子水清洗。再于基底表面蒸镀厚260nm的铜膜；其中，基底为硅片基底，蒸镀为磁控溅射，得到表面覆有铜膜的基底。步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.01wt％的硫化钠水溶液中浸泡5h。再将其取出后使用去离子水(或蒸馏水)冲洗3次，制得如图1中的b图所示的硫化铜纳米片阵列。实施例4制备的具体步骤为：步骤1，先对基底使用乙醇和去离子水清洗。再于基底表面蒸镀厚380nm的铜膜；其中，基底为硅片基底，蒸镀为磁控溅射，得到表面覆有铜膜的基底。步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.015wt％的硫化钠水溶液中浸泡4.5h。再将其取出后使用去离子水(或蒸馏水)冲洗3次，制得近似于图1中的b图所示的硫化铜纳米片阵列。实施例5制备的具体步骤为：步骤1，先对基底使用乙醇和去离子水清洗。再于基底表面蒸镀厚500nm的铜膜；其中，基底为硅片基底，蒸镀为磁控溅射，得到表面覆有铜膜的基底。步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.1wt％的硫化钠水溶液中浸泡4h。再将其取出后使用去离子水(或蒸馏水)冲洗3次，制得如图1中的c图所示的硫化铜纳米片阵列。再分别选用作为基底的硅片基底或陶瓷基底或玻璃基底，蒸镀为磁控溅射或电子束蒸发或电沉积或化学气相沉积，重复上述实施例1-5，同样制得了如或近似于图1所示的硫化铜纳米片阵列。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术的硫化铜纳米片阵列的制备方法进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若对本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫化铜纳米片阵列的制备方法，包括溶液法，其特征在于主要步骤如下：步骤1，于基底表面蒸镀厚20‑500nm的铜膜，得到表面覆有铜膜的基底；步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.001‑0.1wt％的硫化钠水溶液中浸泡至少4h，再将其取出后冲洗，制得片长为100‑2000nm、片厚为10‑50nm的硫化铜纳米片阵列。

【技术特征摘要】
1.一种硫化铜纳米片阵列的制备方法，包括溶液法，其特征在于主要步骤如下：步骤1，于基底表面蒸镀厚20-500nm的铜膜，得到表面覆有铜膜的基底；步骤2，先将表面覆有铜膜的基底置于0.001-0.1wt％的硫化钠水溶液中浸泡至少4h，再将其取出后冲洗，制得片长为100-2000nm、片厚为10-50nm的硫化铜纳米片阵列。2.根据权利要求1所述的硫化铜纳米片阵列的制备方法，其特征是在对基底的表面蒸镀铜膜之前，先对其使用乙醇和去离子水清洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆明，吴兵，朱晓光，许伟，肖志远，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34