一种双峰荧光纳米棒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双峰荧光纳米棒的制备方法，该双峰荧光纳米棒为Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒，制备步骤如下：（1）Mn前驱体制备；（2）Zn前驱体溶液的制备；（3）S前驱体溶液的制备；（4）利用阳离子反向注入法制备AgInZnS纳米棒溶液；5）Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒的制备。本发明专利技术的方法简单、光谱可控，为调控纳米棒发光颜色并获得白光发射提供了可能性，为白光半导体器件奠定了良好的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种双峰荧光纳米棒的制备方法
本专利技术涉及一种双峰荧光纳米棒的制备方法，属于纳米材料制备与应用

技术介绍
随着纳米晶越来越多的应用在LED器件、太阳能电池、离子检测、生物医学等领域，一维纳米晶由于自身的光学偏振等特性，其制备方法和性能调控成为人们研究的重点。1998年，Li小组通过溶液-液相-固相法合成了CdS纳米棒。2013年，Zou小组合成双峰白光Mn-CdS纳米线。此类纳米晶含有有毒元素Cd，限制了其在应用领域的发展。随后科研工作者开始研究I-III-VI族纳米棒，如CuInS2和AgInS2，2008年，Wang小组通过控制反应温度以及S源浓度来合成各种形状的AgInS2纳米晶。而CuInS-ZnS、AgInS-ZnS合金纳米晶由于ZnS的宽禁带和CuIns、AgInS的窄禁带使其荧光光谱可调范围更大，量子效率更高，开始受到了人们的关注；2011年，Huang小组以Ag2S纳米粒作为种子催化合成了AgInZn7S9纳米线，但纳米线的只显示红光；2014年，Tang小组通过热注射法合成AgInZnS合金纳米棒，纳米棒荧光波峰可通过改变Zn的量来调节，可调节范围为550～650nm；2014年，GrzegorzGabka小组通过改变前驱体比例合成了AgInZnS纳米棒。总的来说II-VI族纳米棒含有有毒元素Cd，而I-III-VI族纳米棒荧光范围相对较窄，I-II-III-VI族纳米棒很好的解决了上述二者的问题，但其荧光强度不易调节，且上述纳米棒在LED应用均为单束荧光，得到白光相对较难。鉴于此，我们提出一种基于I-III-VI族纳米棒的制备具有双荧光发射的Mn掺杂的I-III-VI族纳米棒新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双峰荧光纳米棒的制备方法，该方法解决了纳米棒发光调控问题，获得了发光可调的Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒。为达到上述目的，本专利技术提供了一种双峰荧光纳米棒的制备方法，该双峰荧光纳米棒为Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒即Mn:AgInZnS双峰荧光纳米棒，其制备步骤如下：（1）Mn前驱体制备：将0.3～0.5mmol四水醋酸锰粉加入到12～20ml正十二硫醇中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散均匀后获得Mn前驱体溶液；（2）Zn前驱体溶液的制备：Zn前驱体溶液的制备：将7～9mmol醋酸锌、5～7ml油胺（OAm）和10～14ml1-十八烯混合，在氮气保护气氛下搅拌并加热至100℃～140℃，直至澄清的溶液形成，然后退火至50℃～70℃，在此温度下放置，得到Zn前驱体溶液；（3）S前驱体溶液的制备：将1.5～2.5mmol硫粉加入到2～4ml油胺中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散20～30分钟，均匀后室温下放置，得到S前驱体溶液；（4）利用阳离子反向注入法制备AgInZnS纳米棒溶液：将0.15～0.25mmol醋酸银、0.15～0.25mmol醋酸铟、4～6ml正十二硫醇、1.5～2.5ml油酸和6～10ml1-十八烯混合到50ml的三口烧瓶，在氮气保护气氛下搅拌，并加热至120℃～160℃保持20～40min，在此温度下逐滴注入步骤（2）中Zn前驱体溶液2～4ml，然后加入步骤（3）中S前驱体溶液2～4ml，之后升温至200℃～230℃保持14～36h，得到AgInZnS纳米棒溶液；（5）Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒的制备：待步骤4）得到的AgInZnS纳米棒溶液降温至60～100℃时，逐滴注入步骤（1）中Mn前驱体溶液0.7～0.9ml，并再升温至200℃～230℃保持1～3h，之后退火至常温，对溶液离心提纯得到所述的Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒。作为本专利技术的优选，步骤（1）所述的超声分散均匀后获得Mn前驱体溶液中，超声的时长为20～40min。作为本专利技术的优选，步骤（5）所述的对溶液离心提纯得到所述的Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒中，是指用甲苯和甲醇对溶液进行8～12次离心提纯。本专利技术制备的Mn:AgInZnS双峰荧光纳米棒，可以通过控制AgInZnS和Mn杂质之间电子的转移，从而控制AgInZnS和Mn杂质发光的强度比，获得具有双峰荧光的Mn:AgInZnS纳米棒。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：1）本专利技术制备的Mn:AgInZnS双峰荧光纳米棒具有可调控的Mn杂质发光和AgInZnS发光；2）本专利技术提供的双峰荧光纳米棒的制备方法中，AgInZnS纳米棒的制备采用阳离子反向注入法，这一方法制备的纳米棒发光波长和发光强度都易于控制，易于后期掺杂Mn杂质；3）本专利技术提供的双峰荧光纳米棒的制备方法中，采用新的Mn前驱体制备方法，此方法制备的Mn前驱体容液易于长期存储和多次使用，不必担心Mn被氧化；4）最后通过后期低温注入Mn前驱体合成了Mn:AgInZnS双峰荧光纳米棒。附图说明图1为采用阳离子反向注入法制备的AgInZnS纳米棒电镜图；图2为本专利技术制备得到的Mn:AgInZnS双峰纳米棒电镜图；图3为AgInZnS纳米棒溶液荧光图；图4为Mn:AgInZnS纳米棒溶液荧光图。图5本专利技术按实施例2比例制备得到的Mn:AgInZnS双峰纳米棒电镜图；图6为本专利技术按实施例3比例制备得到的Mn:AgInZnS双峰纳米棒电镜图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做更进一步地解释，下列实施例仅用于说明本专利技术，但并不用来限定本专利技术的实施范围。本实施例中所使用的醋酸银（Ag(Ac)，99.99%）、醋酸铟（In(Ac)3，99.99%）、醋酸锌（Zn(Ac)2，99.99%）和硫粉（S，99.99%），油胺（OAm，80%）、正十二硫醇（DDT，97%），1-十八烯（ODE，90%）和油酸（OA）原材料均为分析纯试剂；所用的玻璃仪器使用前用去离子水润洗三遍后真空干燥。实施例1：一种双峰荧光纳米棒的制备方法，该双峰荧光纳米棒为Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒即Mn:AgInZnS双峰荧光纳米棒，其制备步骤如下：（1）Mn前驱体溶液的制备：将0.4mmol四水醋酸锰粉加入到16ml正十二硫醇中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声30min，分散均匀后获得Mn前驱体溶液；（2）Zn前驱体溶液的制备：将8.4mmol的醋酸锌（Zn（Ac）2），6ml油胺（OAm）和12ml1-十八烯（ODE）加入三口烧瓶，溶液先通氮气（N2）10min去除烧瓶内的空气，然后在继续通氮气下，加热三口烧瓶至120℃，直至澄清的溶液形成，然后退火至60℃，在此温度下放置，得到Zn前驱体溶液；（3）S前驱体溶液的制备：2mmol的硫粉（S）和3ml油胺（OAm）加入前驱体样品瓶，再将样品瓶放在旋转搅拌机上，旋转搅拌直至粉末完全溶解，然后再将样品瓶放入超声机超声30分钟后，拿出样品瓶室温放置。（4）阳离子反向注入法制备AgInZnS纳米棒溶液：将0.2mmol的醋酸银（Ag（Ac）），0.2mmol的醋酸铟（In（Ac）3），5ml的正十二硫醇（DDT），2ml的油酸（OA），8ml的1-十八烯（ODE）加入至50ml的三口烧瓶，然后通氮气（N2）10min，接着在通氮气并同时搅棒下，加热至150℃，并保持30min；然后在此温度下逐滴注入3ml的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双峰荧光纳米棒的制备方法，其特征在于：该双峰荧光纳米棒为Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒，其制备步骤如下：（1）Mn前驱体制备：将0.3～0.5mmol四水醋酸锰粉加入到12～20ml正十二硫醇中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散均匀后获得Mn前驱体溶液；（2）Zn前驱体溶液的制备：将7～9mmol醋酸锌、5～7ml油胺和10～14ml 1‑十八烯混合，在氮气保护气氛下搅拌并加热至100℃～140℃，直至澄清的溶液形成，然后退火至50℃～70℃，在此温度下放置，得到Zn前驱体溶液；（3）S前驱体溶液的制备：将1.5～2.5mmol硫粉加入到2～4ml油胺中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散20～30分钟，均匀后室温下放置，得到S前驱体溶液；（4）利用阳离子反向注入法制备AgInZnS纳米棒溶液：将0.15～0.25mmol醋酸银、0.15～0.25mmol醋酸铟、4～6ml正十二硫醇、1.5～2.5ml油酸和6～10ml1‑十八烯混合到50ml的三口烧瓶，在氮气保护气氛下搅拌，并加热至120℃～160℃保持20～40min，在此温度下逐滴注入步骤（2）中Zn前驱体溶液2～4m，然后加入步骤（3）中S前驱体溶液2～4ml，之后升温至200℃～230℃保持14～36h，得到AgInZnS纳米棒溶液；（5）Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒的制备：待步骤4）得到的AgInZnS纳米棒溶液降温至60～100℃时，逐滴注入步骤（1）中Mn前驱体溶液0.7～0.9ml，并再升温至200℃～230℃保持1～3h，之后退火至常温，对溶液离心提纯得到所述的Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒。...

【技术特征摘要】
1.一种双峰荧光纳米棒的制备方法，其特征在于：该双峰荧光纳米棒为Mn掺杂AgInZnS双峰荧光纳米棒，其制备步骤如下：（1）Mn前驱体制备：将0.3～0.5mmol四水醋酸锰粉加入到12～20ml正十二硫醇中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散均匀后获得Mn前驱体溶液；（2）Zn前驱体溶液的制备：将7～9mmol醋酸锌、5～7ml油胺和10～14ml1-十八烯混合，在氮气保护气氛下搅拌并加热至100℃～140℃，直至澄清的溶液形成，然后退火至50℃～70℃，在此温度下放置，得到Zn前驱体溶液；（3）S前驱体溶液的制备：将1.5～2.5mmol硫粉加入到2～4ml油胺中，搅拌直至粉末完全溶解，之后超声分散20～30分钟，均匀后室温下放置，得到S前驱体溶液；（4）利用阳离子反向注入法制备AgInZnS纳米棒溶液：将0.15～0.25mmol醋酸银、0.15～0.25mmol醋酸铟、4～6ml正十二硫醇、1.5～2.5ml油酸和6～10ml1-十八烯混合到50ml的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淑宏，董仁杰，王春雷，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32