一种胶体轴向超晶格纳米线异质结构及其普适性的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超晶格纳米线，所述超晶格纳米线包括硫化物超晶格纳米线；所述硫化物包括ZnS和其他硫化物；所述其他硫化物包括CdS、Cu

【技术实现步骤摘要】
一种胶体轴向超晶格纳米线异质结构及其普适性的制备方法


[0001]本专利技术属于超晶格纳米线异质结构
，涉及一种超晶格纳米线及其制备方法，尤其涉及一种胶体轴向超晶格纳米线异质结构及其普适性的制备方法。

技术介绍

[0002]在过去的数十年间纳米材料与技术己取得了突飞猛进的发展，一系列低维纳米材料被开发出来并在电子学、光电子学、能源、环境及生物医药等领域展现出了广泛的应用前景。其中，一维(1D)纳米线及其异质结构已成为功能性纳米材料与器件的重要构筑单元。据美国《化学评论》(ChemicalReview，2016年45期3781
‑
3810页)报道，相比于零维和二维纳米材料，一维纳米线表现出了独特的优势，例如其对电荷载流子、光子和声子的限域效应导致尺寸可调的电子能带结构、一维波导光学模和一维声子色散特性等。然而，单一组分纳米线的调控空间通常较小，难以满足复杂多变的应用环境。相比下，多组分异质纳米线具有更加明显的优势。
[0003]将不同组分和物相的材料沿纳米线轴向进行分段堆垛，能够形成轴向超晶格纳米线，可为实现高效光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超晶格纳米线，其特征在于，所述超晶格纳米线包括硫化物超晶格纳米线；所述硫化物包括ZnS和其他硫化物；所述其他硫化物包括CdS、Cu
1.8
S、Ag2S、M
x
S
y
或CuXS2；其中，M包括Co、Ni、Pb或Hg；X包括In或Sn；x为1～3的整数；y为1～4的整数。2.根据权利要求1所述的超晶格纳米线，其特征在于，所述超晶格纳米线还包括仅纳米线的一个端点为Ag2S纳米颗粒的Ag2S
‑
CdS
‑
ZnS超晶格纳米线；所述Ag2S纳米颗粒的粒径为4～15nm；所述超晶格纳米线为轴向超晶格纳米线；所述超晶格纳米线的长度为20～1000nm；所述超晶格纳米线的直径为4～15nm；所述超晶格纳米线中，所述ZnS段的长度为10～100nm；所述超晶格纳米线中，所述其他硫化物段的长度为2～10nm；所述超晶格纳米线具有异质结构。3.根据权利要求1所述的超晶格纳米线，其特征在于，所述超晶格纳米线包括CdS
‑
ZnS超晶格纳米线、Cu
1.8
S
‑
ZnS超晶格纳米线、Ag2S
‑
ZnS超晶格纳米线、M
x
S
y
‑
ZnS超晶格纳米线和CuXS2‑
ZnS超晶格纳米线中的一种或多种；所述超晶格纳米线具有竹节结构，所述ZnS为节间部分，所述其他硫化物为竹节部分；所述超晶格纳米线具有均匀的交替生长的周期性结构；所述超晶格纳米线中，不同的ZnS段的长度偏差小于等于ZnS段平均长度的10％；所述超晶格纳米线中，不同的其他硫化物段的长度偏差小于等于其他硫化物段平均长度的10％；所述超晶格纳米线具有第一半导体/第二半导体的异质结构或半导体/金属助催化剂的异质结构；所述超晶格纳米线为具有可以分散在溶剂中的特性的胶体超晶格纳米线；所述溶剂包括非极性溶剂。4.一种超晶格纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用催化生长法，得到带Ag2S端点的超晶格纳米线Ag2S
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CdS
‑
ZnS；2)将镉源与第二有机溶剂混合得到的镉源溶液、将上述步骤得到的Ag2S
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CdS
‑
ZnS超晶格纳米线与第三有机溶剂混合得到Ag2S
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CdS
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ZnS超晶格纳米线分散液，以及烷基磷配位剂，进行离子交换反应，得到CdS
‑
ZnS超晶格纳米线。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述催化生长法包括以下步骤：将锌源、银源与硫源在第一有机试剂中进行混合加热反应后，再交替加入镉源，或者镉源和锌源，各自反应一定时间，得到Ag2S
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CdS
‑
ZnS超晶格纳米线；所述锌源包括二乙基二硫代氨基甲酸锌、乙酸锌、氯化锌和硝酸锌中的一种或多种；所述镉源包括二乙基二硫代氨基甲酸镉、乙酸镉和硝酸镉中的一种或多种；所述银源包括二乙基二硫代氨基甲酸银、乙酸银和硝酸银中的一种或多种；所述硫源包括辛硫醇和/或十二硫醇；
所述第一有机溶剂包括不饱和有机酸和/不饱和烯类溶剂；所述第一有机溶剂包括油酸和/或油胺；所述混合加热反应的温度为190～250℃；所述混合加热反应的升温速率为5～15℃/min；所述混合加热反应的时间为20～60min。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述催化生长法的具体步骤为：将锌源、银源与硫源在部分第一有机试剂中混合加热至反应温度，保持0.5～10min，再加入余下的第一有机溶剂，继续反应30～60min，再加入镉源，或者镉源和锌源，冷却后，得到带Ag2S端点的超晶格纳米线Ag2S
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CdS
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ZnS；所述再加入镉源的加入方式包括间歇性多次加入；所述再加入镉源和锌源的加入方式包括间歇性多次加入；所述第二有机溶剂包括甲醇和/或乙醇；所述第三有机溶剂包括甲苯和/或三氯甲烷；所述烷基磷配位剂包括三正辛基膦和/或三丁基膦；所述离子交换反应的时间为3～24小时；所述离子交换反应的温度为20～60℃；所述镉源与Ag2S
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CdS
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ZnS超晶格纳米线的质量比为(10～100)：1；所述烷基磷配位剂与所述Ag2S
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CdS
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ZnS超晶格纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞书宏，李毅，张宇卓，张崇，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
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