【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化合物制备，尤其涉及一种二硒化锗的制备方法。
技术介绍
1、二硒化锗作为一种半导体材料，其禁带宽度小，对可见光和红外光均有响应，其多为层状结构，在红外光电探测中应用广泛。二硒化锗一般是由锗粉和硒粉固相合成。其中，由于二硒化锗的熔点是707℃，但是实际在530℃就开始大量升华，因此，目前提供的二硒化锗在实际合成过程中容易损失，造成浪费。并且，锗作为一种稀有金属，其价格越来越贵，专利《一种二硒化锗粉末的制备方法》公开了在真空炉内10小时合成二硒化锗的方法，但是这种合成方法损失率大，并且容易造成偏析，成本过高，时间长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种无偏析、合成收率高、纯度高的二硒化锗的制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术提供了一种二硒化锗的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、(1)将过筛后的锗粉和过筛后的硒粉混合球磨，得球磨后混合料；
4、(2)将球磨后混合料在惰性气体环境中加热反应，得加热反应产物；
5、(3)除去加热反应产物表面附着物后破碎，并将破碎物于惰性气体环境中保温反应，保温反应结束后，得二硒化锗。
6、本专利技术提供的一种二硒化锗的制备方法中，将过筛后的锗粉和过筛后的硒粉混合球磨，接着在惰性气体环境中加热反应，随后除去加热反应产物表面附着物后破碎，并将破碎物在惰性气体环境中保温反应，从而能够得到呈金黄色结晶状二硒化锗；
7、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，锗粉的过筛包括以下步骤：先将锗粉过55-70目筛网，收集筛下物，接着将筛下物过150-200目筛，收集筛上物，得过筛后的锗粉；
8、硒粉的过筛包括以下步骤：将硒粉过150-200目筛网，收集筛下物，得过筛后的硒粉。
9、本专利技术研究发现，在以硒粉和锗粉为原料进行反应的过程中，硒粉和锗粉的粒径配比能够在微观层面控制硒粉和锗粉反应时的局部比例，在本专利技术给出的过筛条件下得到的硒粉和锗粉，能够减少反应时的空隙，从而让反应朝理论合成产物二硒化锗进行，进而能够减少偏析，并且提升收率。
10、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，以过筛后的锗粉和过筛后的硒粉的总质量计，过筛后的硒粉的质量百分数为68-70％。
11、本专利技术研究发现，控制过筛后的硒粉在反应物中的质量比在68-70％，即保证硒粉的适当过量能够补偿制备过程中损失的硒含量，保证反应按照化学计量比进行，从而减少偏析，提升收率。
12、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，球磨的过程为：将锆球加入至过筛后的锗粉和过筛后的硒粉中，随后通入惰性气体并密封，接着在50-70r/min的转速下球磨4-6h，球磨结束后，取出锆球，得球磨后混合料。
13、优选地，所述惰性气体为氩气；通入惰性气体的时间为10-20min。
14、优选地，以过筛后的硒粉和过筛后的锗粉计，锆球的添加量为40-60％。
15、优选地，所述锆球的直径为4-6mm。
16、将过筛后的锗粉和过筛后的硒粉加入锆球混合球磨，能够更好的均质，从而帮助提升后续反应的收率，并且减少偏析。
17、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，加热反应的过程为：在惰性气体环境中，先以5-10℃/min的升温速率升温至150-220℃保温1-2h，接着以5-10℃/min的升温速率升温至480-550℃保温2-4h，然后降温至室温，得加热反应产物。
18、本专利技术研究发现，硒粉和锗粉在反应的过程中的升温程序以及保温温度会对产品的纯度和收率带来影响，在前期研究中发现，在反应的过程中，不同的反应温度会生成不同颜色的产物，比如在450℃、500℃、550℃、600℃的合成温度下分别会生成黑色硒化锗、橙黄色结晶体二硒化锗、红黄色散粉状二硒化锗、黑色硒化锗二硒化锗混合物等；同时升温速率也会影响到产品的偏析现象；在本专利技术进一步优选的升温程度以及保温温度和时间范围内，能够保证得到的产品偏析少、纯度高、收率高。若步骤(2)中第一次升温的温度过高，会出现偏析导致收率和纯度下降，若步骤(2)第一次升温的温度过低，则无法有效的进行化合反应，进而会在一定程度上降低收率；若步骤(2)中第二次升温的温度过高，则会导致产物的杂质过多，甚至无法合成二硒化锗，若步骤(2)中第二次升温的温度过低，则也会存在偏析而导致产物的纯度和收率下降。
19、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，保温反应的过程为：在惰性气体环境中，以5-10℃/min的升温速率升温至430-530℃保温3-5h，随后降温至室温，得二硒化锗。
20、本专利技术研究发现，由于硒的熔点为220℃，因此，部分硒在前期的合成过程中可能存在游离硒或者硒单质在480℃会挥发掉的情况，同时合成好的二硒化锗在530℃时也会存在质量损失(此点从图1二硒化锗的tga图谱中也可以看出，在氩气氛围中二硒化锗的tga显示500-600℃开始有重量损失)，而前期合成过程中不可避免的会残留游离硒，因此，本专利技术选择特定的升温速率以及保温温度和保温时间，从而能够尽可能的除去产物中的游离硒，进而提升产品的纯度；若步骤(3)中的保温温度过低的话，虽然对收率和纯度影响不明显，但是产物中的游离硒含量会呈现出增加趋势，超出100ppm，从而降低产品的质量；若步骤(3)中的保温温度过高的话，合成的二硒化锗会损失，从而导致收率降低。
21、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，加热反应的过程中通入惰性气体，惰性气体的流量为0.6-2l/min。
22、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，保温反应的过程中通入惰性气体，惰性气体的流量为3-5l/min。
23、本专利技术研究发现，控制加热反应或保温反应过程中惰性气体的流量分别在上述范围内时，能够帮助实现产品优异的纯度。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
25、本专利技术提供的一种二硒化锗的制备方法中，将过筛后的锗粉和过筛后的硒粉混合球磨，接着在惰性气体环境中加热反应，随后除去加热反应产物表面附着物后破碎，并将破碎物在惰性气体环境中保温反应，从而能够得到呈金黄色结晶状二硒化锗；并且得到的二硒化锗纯度高、无偏析，同时，得到的二硒化锗的损失少，即收率高；具体地，得到的二硒化锗的纯度在4.5n以上，收率在98.66％以上，游离硒含量在100ppm以下。并且，本专利技术提供的制备方法操作简单，无需特制设备，有利于实际生产应用。
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1.一种二硒化锗的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锗粉的过筛包括以下步骤：先将锗粉过55-70目筛网，收集筛下物，接着将筛下物过150-200目筛，收集筛上物，得过筛后的锗粉；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，以过筛后的锗粉和过筛后的硒粉的总质量计，过筛后的硒粉的质量百分数为68-70％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，球磨的过程为：将锆球加入至过筛后的锗粉和过筛后的硒粉中，随后通入惰性气体并密封，接着在50-70r/min的转速下球磨4-6h，球磨结束后，取出锆球，得球磨后混合料。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热反应的过程为：在惰性气体环境中，先以5-10℃/min的升温速率升温至150-220℃保温1-2h，接着以5-10℃/min的升温速率升温至480-550℃保温2-4h，然后降温至室温，得加热反应产物。
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热反应的过程中通入惰性气体，惰性气体的流量为0.6-2L/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，保温反应的过程中通入惰性气体，惰性气体的流量为3-5L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种二硒化锗的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锗粉的过筛包括以下步骤：先将锗粉过55-70目筛网，收集筛下物，接着将筛下物过150-200目筛，收集筛上物，得过筛后的锗粉；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，以过筛后的锗粉和过筛后的硒粉的总质量计，过筛后的硒粉的质量百分数为68-70％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，球磨的过程为：将锆球加入至过筛后的锗粉和过筛后的硒粉中，随后通入惰性气体并密封，接着在50-70r/min的转速下球磨4-6h，球磨结束后，取出锆球，得球磨后混合料。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖湘东，徐祥炎，文崇斌，
申请(专利权)人：先导薄膜材料安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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