一种GeSe2纳米晶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种单斜相GeSe2纳米晶的制备方法及制得的半导体材料，以GeI4为锗源，硒脲为硒源，油胺为溶剂，采用“一锅煮”的方法得到大脑状椭球形单斜相GeSe2纳米晶。本发明专利技术采用固液相反应合成法，在常压和较低的温度下合成了尺寸均一、分散性较好的GeSe2纳米晶，反应条件温和，操作简单，方便快捷地合成纳米GeSe2。本发明专利技术所制得的单斜相GeSe2纳米晶是一种新颖且性能优异的光电化学（PEC）活性材料，光响应信号强，稳定性好，在构筑光电化学生物传感器中具有应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种06362纳米晶及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种半导体材料，特别是涉及一种单斜相纳米晶及其制备方法，以及所述半导体材料在光电化学上的应用。
技术介绍
随着电分析化学的不断发展与创新，光电化学$￡0因其灵敏度高、背景信号低、设备简单、易于微型化等检测特点，成为了一种新颖且有重要应用前景的分析方法。 光电活性材料是构筑光电化学生物传感器的重要组成部分，目前常用的光电活性材料主要有:(1)无机半导体纳米粒子，如1等；(2)有机小分子材料，包括卟啉及其衍生物、偶氮染料，酞菁和叶绿素等；聚合物，如聚吡咯，聚噻吩及其衍生物等；(3)复合材料，包括有机-无机复合材料，如噻吩-!'102、酞菁4(13量子点；配合物-半导体复合材料，如联吡啶钌类配合物-!'102 ；两种禁带宽度不同的无机半导体复合材料，如013-!'102、2118~1102等。由于有机染料作为光电活性材料的最大问题是其光漂白性，导致构建的光电化学传感器信号稳定性差，加之复杂的合成过程，限制了其在光电化学传感器上的应用。而半导体纳米粒子或量子点光学稳定性好，可以有效克服光漂白性，同时其荧光产率高且吸收范围宽，因此被广泛地用于的活性材料。 带隙能恥=2.7 67，是一种带隙较宽的二元半导体材料，在光探测器、超级电容器、太阳能电池、热电和记忆存储设备中有广泛应用；然而，其作为光电化学生物传感器的活性材料尚未见报道。合成￠63?的方法主要是气相沉积和高温煅烧的方法，反应条件苛刻，温度高，能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种66362纳米晶(纳米颗粒聚集体，简称“纳米晶”)的制备方法及该方法制得的纳米￠63?半导体材料，通过“一锅煮”的固液相化学反应路线，方便快捷地合成纳米^362，所述的06562纳米晶在可见光范围内展示出优异的光电化学()性能。 本专利技术的另一目的在于提供所述(?%纳米晶在光电化学中的应用。 为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下: 一种纳米晶的制备方法，其特征在于，将化14、硒脲和油胺的混合物以一定的速率升温至280-320 V，并维持该温度反应，反应产物分离、洗涤，制得所述的纳米晶。 所述的方法中，锗与硒的摩尔比为1:1。 所述的方法中，升温速率为4- 8反应时间为60-90 ―!!。 具体地，所述的合成?^6562纳米晶的方法是，室温下，在100此三颈烧瓶中，依次加入 0.230 8—0.350 8 (0.50 -0.80 11111101) 6014,0.049-0.074 8 (0.50 -0.80 11111101)硒脲和8-15 油胺，将上述混合物以4- 81的升温速率加热至280?320 I，并在该温度下保持60-80 111111，反应结束后自然冷却降温至室温；离心分离，用正庚烷和乙醇洗涤所得产物4-5次，真空干燥，制得所述的纳米晶。 本专利技术在二硒化锗的制备中，采用固液相合成法，以化14为锗源，硒脲为硒源，油胺为表面活性剂和溶剂，以“一锅煮”的方式直接合成得到尺寸均一、分散性好的￠63?纳米颗粒聚集体，即￠63?纳米晶；所述的方法原料易得，反应温度较低且操作简单。 所制得的纳米晶可采用^-办17能谱仪(￡03)和单晶X射线衍射仪(乂即)测试其成分与结构；用扫描电子显微镜(321)和透射电子显微镜(121、册121)分析所得的尺寸、形貌和微结构等。 所述的固液相反应方法中，加入还原剂(如硼烷-叔丁基胺配合物(8180)还可得到66562和(^56的混合相，或纯的0656，且产物可控调节。 申请人:发现，固液相反应合成得到的硒锗半导体材料中，66862为单斜相的大脑状椭球形，将其修饰在110电极上展示了良好的光电化学(四幻性能。 本专利技术还涉及所述的方法制备的06362纳米晶。 所述的06562纳米晶为纯相06562纳米晶，其物相结构为单斜相。 所述的纳米晶为大脑状椭球形，其直径在2?3 4！11。 进一步，本专利技术还提供了所述的纳米晶的应用，即所述纳米晶作为光电化学生物传感器的活性材料的用途。 上述用途具体包括所述的纳米晶作为活性材料用于制备纳米晶修饰的110电极的用途。 测试结果表明，单斜相。6562纳米晶修饰的110电极在530 11111的激发光照射下和-0.3 V偏压条件下，光电流响应值达到了 520，经过5个011-0打过程，光电流仍十分稳定，与起初的光电响应相比较，只有2.6%的改变，显示出较高的光电流响应和较好的稳定性。 有益效果:本专利技术通过固液相合成法，以简单易行的“一锅煮”反应方式，在常压和较低的温度下合成尺寸均一、分散性较好的￠63?纳米晶，工艺简单，反应温度低，时间短且条件温和。所述方法制备的06362为单斜相66362纳米晶，在可见光范围内展示出优异的光电化学$￡0性能。将产物作为光电活性材料修饰在110电极上，测其光电性能，在其最大吸收波长530 11111的光源照射下，通过施加-0.3 V的偏压，光电流响应值达到了 520，表明66862作为活性材料光电转换效率高，且显示出较好的稳定性，在构筑光电化学生物传感器中具有应用前景。 下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术的保护范围并不以【具体实施方式】为限，而是由权利要求加以限定。 【附图说明】 图1本专利技术方法合成的纳米晶的203图谱(八)和乂即图谱⑶)。图1 (八)中和0的峰来自吸附在表面的有机⑶卯1叩试剂和空气，除此之外，只有(?和56两种元素。图1 (8)证明所得产物为纯的66562纳米晶，其物相结构为单斜相。 图2本专利技术方法合成的06362纳米晶的321图和脑卯1118元素分析图。其中(八)66862的321图；(8)、(0是(?和36的脑卯1叩元素分析图。从分布图可知，两种元素均匀分布在?562半导体材料上。 图3本专利技术方法合成的GeSe2纳米晶的SEM (A)和HRTEM图(B)。从SEM图中可看出，所得晶体聚集体为大脑状椭球形，其直径在2 μ m左右。相应的HRTEM图(图2B)显示出清晰、连续的晶格条纹，晶格间距为0.64 nm，归结为单斜相GeSe2 (JCPDS 71-117) (110)晶面。 图4 GeSe2修饰的ITO电极的光电响应。(A)在-0.3 V偏压下，GeSe2修饰的ITO电极在405 nnT570 nm波段内的光电流响应；(B)在530 nm光照和-0.3 V偏压下，GeSe2修饰的ITO电极光电响应稳定性；(C)在530 nm光照，不同偏压下GeSe2修饰的ITO电极的光电响应。 图5是单斜相的GeSe2和正交相的GeSe形成的混合相(GexSeyM^ XRD图谱(A)和SEM图(B)。从SEM图中可看出，所得混合相的形貌为宽度为700 nm左右，长为2 μ m的片状聚集体。 图6为在-0.3 V偏压下，混合相GexSey修饰的ITO电极在405 nnT570 nm波段内的光电响应。 图7为正交相GeSe的XRD图谱(A)和SEM图(B)。从SEM图中可看出，所得正交相GeSe为片状嵌插而成的花状结构。 图8为在-0.3 V偏压下，正交相GeSe修饰的ITO电极在405 nnT570 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GeSe2纳米晶的制备方法，其特征在于：将GeI4、硒脲和油胺的混合物以一定的速率升温至280‑320 oC，并维持该温度反应，反应产物分离、洗涤，制得所述的GeSe2纳米晶。

【技术特征摘要】
1.一种GeSe2纳米晶的制备方法，其特征在于:将GeI4、硒脲和油胺的混合物以一定的速率升温至280-320 °C，并维持该温度反应，反应产物分离、洗涤，制得所述的GeSe2纳米晶。2.根据权利要求1所述的GeSe2纳米晶的制备方法，其特征在于，所述的方法中，锗与硒的摩尔比为1:1。3.根据权利要求1所述的GeSe2纳米晶的制备方法，其特征在于，所述的方法中，升温速率为4-8 0C mirT1，反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：包建春，张龙，曹慧娟，韩敏，戴志晖，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32