一种制备一维硒化铋纳米线的方法技术

本发明专利技术公开一种制备一维硒化铋纳米线的方法，是通过以下工艺过程实现的：采用无催化剂辅助的化学气相沉积法，在石墨纸衬底上生长一维硒化铋纳米线。商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入50~75sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到680~750℃，保温90~270min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸上得到样品。本发明专利技术的特点在于：产物结晶性良好，对环境污染小，实验方法简单，易于操作、推广。

A method for preparing one-dimensional bismuth selenide nanowires

The invention discloses a method for preparing one-dimensional bismuth selenide nanowires, is achieved by the following process: the use of chemical vapor deposition without auxiliary catalyst, graphite paper substrates in one-dimensional bismuth selenide nanowires. The commercially purchased bismuth selenide powder is placed in the ceramic boat at the center of the tube furnace, and the substrate is graphite paper. The sealed horizontal tube furnace uses a mechanical pump to vacuum the system and remove oxygen from the system. 50~75sccm argon is used as carrier gas and heated by tube furnace. When the tube furnace heats up to 680~750 degrees centigrade, the insulation is 90~270min. After the reaction, the sample is cooled to room temperature and the argon is turned off, and the sample is obtained on graphite paper. The invention has the advantages of good crystallinity, little environmental pollution, simple experimental method, easy operation and popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种制备一维硒化铋纳米线的方法
本专利技术涉及一种制备一维硒化铋纳米线的方法，是一种采用无催化剂辅助的化学气相沉积法制备一维硒化铋纳米线的方法，属于半导体纳米材料

技术介绍
热电材料是一种能把热能和电能互相转化的功能材料，它为人类过度使用传统化石燃料而引发的能源危机和环境危机提供了一个可靠地解决方案。热电材料的转换效率是由热电优值决定的。热电优值越大，热电转换效率就越高。理论研究和实验结果都表明，降低材料维数可以提高材料的热电优值。采用各种方法制备低维热电材料是当今这一领域的热点课题。近些年，由于五六族硫属化合物（Ⅴ2Ⅵ3）独特的光、电、磁性能在电视摄像机、热电装置、光电装置和红外光谱方面的潜在应用，引起了人们对其广泛的研究。Bi2Se3是五六族化合物中的一种窄带系（~0.3eV）半导体，也是一种重要的热电材料。但是由于块体的Bi2Se3热电优值较低，限制了它在实际生活中的应用。为了提高Bi2Se3的热电优值，人们用各种方法制备其低维的纳米结构。目前，对硒化铋纳米结构的生长已有许多报道，常见的方法有溶剂热法、化学气相沉积法、插层剥离法等。溶剂热法：如2014年HaimingXu等人用Bi(NO3)3·5H2O,Na2SeO3,KOH,纤维素钠为前驱物，乙二醇为溶剂，在烧瓶中通过微波加热制得了六角形的硒化铋纳米片。参阅RSCAdv.第4卷，第8922-8929页。化学气相沉积法：如2010年DeshengKong等人用高纯硒化铋粉末为原料，硅片为衬底，金为催化剂，采用化学气相沉积法制备出了硒化铋纳米线和纳米片。参阅NanoLett.第10卷，第329-333页。插层剥离法：如2012年YongfuSun等人用商业购买的硒化铋材料通过复杂的插层剥离法制备出了单层的硒化铋，并研究了它的热电性能。参阅J.Am.Chem.Soc.第134卷，第20294-20297页。由上述报道可以看出，有的反应操作繁杂，反应条件要求苛刻。我们采用无催化剂辅助的化学气相沉积法制备出一维硒化铋纳米线，操作流程简便，成本低，对环境危害小，易于推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备一维硒化铋纳米线的方法。本专利技术是通过以下工艺实现的：本方法采用无催化剂辅助的化学气相沉积法，在石墨纸衬底上生长一维硒化铋纳米线。所用系统由水平管式炉、气路系统和真空系统构成。商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入50~75sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到680~750℃，保温90~270min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在下游石墨纸上得到样品。与现有技术相比，本专利技术的特点在于：使用无催化剂辅助的化学气相沉积法制备出一维硒化铋纳米线，产物结晶性较好，对环境污染小，成本低，实验方法简单，易于操作、推广，因而具有重要的研究价值和广阔的应用前景。附图说明图1为实施例1中所得样品的扫描电子显微镜图片。图2为实施例1中所得样品的透射电子显微镜图片。图3为实施例1中所得样品的高分辨率透射电子显微镜图片。图4为实施例1中所得样品的选区电子衍射图片。具体实施方式下面通过实例对本专利技术做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围。实施例1商业购买的的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入50sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到700℃，保温90min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸上得到样品。所得样品的扫描电子显微镜图表明本工艺制备的产物为一维纳米线，如图1所示；从样品的透射电子显微镜图上可以看出纳米线的表面比较光滑，如图2所示；高倍透射电子显微镜图片中样品的晶格条纹清晰，说明样品结晶性能良好，如图3所示；选区电子衍射图中衍射斑点清晰明亮，说明所得样品为单晶，如图4所示。实施例2商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入50sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到750℃，保温90min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸上得到样品。实施例3商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入75sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到700℃，保温90min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸上得到样品。实施例4商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸。密封水平管式炉，用机械泵对系统抽真空，除去系统中的氧气。通入50sccm的氩气作载气，并对管式炉加热。当管式炉升温到700℃，保温270min。反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸上得到样品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备一维硒化铋纳米线的方法，其特征在于通过以下工艺过程实现：本方法采用无催化剂辅助的化学气相沉积法，在石墨纸衬底上生长一维硒化铋纳米线；所用系统由水平管式炉、气路系统和真空系统构成；商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸；密封水平管式炉，用机械泵对系统进行抽真空，除去系统中的氧气；通入50~75sccm的氩气作载气，并对管式炉加热；当管式炉升温到680~750℃，保温90~270min；反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气，在石墨纸衬底上得到样品。

【技术特征摘要】
1.一种制备一维硒化铋纳米线的方法，其特征在于通过以下工艺过程实现：本方法采用无催化剂辅助的化学气相沉积法，在石墨纸衬底上生长一维硒化铋纳米线；所用系统由水平管式炉、气路系统和真空系统构成；商业购买的硒化铋粉末放在陶瓷舟中置于管式炉的中心位置，衬底为石墨纸；密封水平管式炉，用机械泵对系统进行抽真空，除去系统中的氧气；通入50~75sccm的氩气作载气，并对管式炉加热；当管式炉升温到680~750℃，保温90~270min；反应结束后，自然降温至室温，关掉氩气...

【专利技术属性】
技术研发人员：简基康，黄高飞，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65