本发明专利技术得到一种新型四元硒化物－－Ｋ↓［２］ＣｄＳｎＳｅ↓［４］，并对其导电性能进行了初步研究。该化合物可以由Ｋ↓［２］Ｓｅ↓［４］、Ｃｄ粉、Ｓｎ粉和Ｓｅ以摩尔比３∶２∶１∶１０采用反应性熔盐法在８２３Ｋ下反应５ｄ合成。该化合物具有良好的热稳定性，经漫反射光谱分析，初步推断可以做半导体材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多元金属硫族化合物的固相合成领域。主要是采用反应性熔盐 法在823K下反应5d得到一种新型四元硒化物K2CdSnSe4及其晶体结构和光吸 收特性的研究。
技术介绍
多元金属硫族化合物，是指化学式分别为AxMyQz和AxMyM，y，Qz的三元和 四元金属硫族化合物。其中A为碱金属，M， M'为不相同的其它金属，Q为S、 Se或Te。 1987年，Ibers等人提出反应性熔盐法(reactive flux method),成功地 合成K4Ti3S14( J.A. Ibers , M.A. Pell.丄C/iem 5er，1997， 130: 1-8)。此后，对多元 金属硫族化合物的研究成为固体化学十分活跃的研究领域。反应性熔盐法属中 温(300-600。C)固相合成，有利于介稳相的生成，合成的化合物具有低维结构及 奇特的物理化学性能。如超导、非线性光学、高能量密度电池和催化性能等。 人们采用这一方法合成了大量的三元和四元硫族化合物。已经合成的含Cd的四 元碱金属硫族化合物很少，而且均为硫化物，已见报道的有K2CdIn2S5 (T. Sato， Y. Bito， 尸C J/ ; /. EP880187(C1H01M4/48))， KCdAu4S^[l A2Cd2Au2S4 (A=Rb， Cs)(E.in.Axtell，M.G.Kanatzidis，Oiem.~^MA:J, 1998,4(12): 2435-2441)等。采用 反应性熔盐法我们合成了一种新型的含Cd的四元硒化物K2CdSnSe4，并对其晶 体结构和光吸收特性进行了研究。 专利技术内容本专利技术的目的是提供一种新型的四元硒化物。 本专利技术的另一目的是提供一种四元硒化物的合成方法。 本专利技术还提供这种四元硒化物的晶体结构和导电性能。本专利技术的技术方案如下本专利技术主要采用反应性熔盐法在823K下反应5d得到一种新型四元硒化 物，经EDS分析，产物晶体所含元素K，Cd,Sn，Se的原子比近似为2:1:1:4，故晶 体的化学式为K2CdSnSe4。通过x射线衍射实验确定K2CdSn2Se4晶体属于四方 晶系，空间群/-^附，晶胞参数a = 0.80298(1 l)nm， 6 = 0.80298(11) nm， c = 0.69217(14) nm， 「= 0.4463(12)歸3, Z = 2。 A = 4.652Mg/m3， w = 22.331 mm"， ，0) = 544。 附图说明图l(a)和图l(b)分别为K2CdSnSe4沿的堆积图和K2CdSnSe4的一维 链L[CdSnSe4f示意图，K2CdSnSe4属于体心四方晶系，空间群为/-Ww，由 ^[CdSnSe4产负离子和K+正离子堆积而成。L[CdSnSe4f由正四面体SnSe4和 CdSe4共边连结而成，并沿c轴方向无限扩展。在L[CdSnSe4f链中，Sn-Se键 长为0.2538nm稍微小于Cd-Se键长0.2675nm。 Sn、 Cd和两个Se形成一个四元 环。K+和八个Se原子配位，形成四棱柱配位。K+插入到链之间占取尽可能的空 间(50%)，并且和14CdSnSe4产沿b轴方向按AA方式堆积，形成K2CdSnSe4 的空间结构。图2为K2CdSnSe4沿的堆积图。图3为K2CdSnSe4的i^B曲线图，得到光学能隙约为0.5eV，表明K2CdSnSe4 晶体是个小能隙半导体，该化合物在2-3eV之间有强吸收，在3-5eV之间吸收 率缓慢降低。 具体实施例方式实施例1:K2Se4的制备在无水无氧的手套箱中，按化学计量比将金属K(CR) 3.969g(0.102mmol)和Se (99.99%) 16.108 g (0.204 mol)置于放有电磁搅拌子的4250 ml三口磨口烧瓶内，用磨口塞封闭后移出手套箱，置于干冰-丙酮浴(-78"C) 中。通过两个出口分别与高纯N2和真空系统相连，第三个出口接h氨气冷凝器. 将反应器接通N2系统，缓慢加入约100 ml液氨，开动电磁搅拌，反应3h。然后 让液氨自然蒸干，再接通真空系统，并适当加热，彻底除去氨气。最后将反应瓶 移入手套箱，收集棕黑色粉末产物K2Se4，存于手套箱中待用。实施例2:K2CdSnSe4的制备:在手套箱中称量K2Se4172.9mg(0.36mmol)、Cd粉27.0mg (0.24mmoi)、 Sn粉(99.9o/o)14.2mg(0.12mmol)和Se粉(99.99%)172.9mg (1.20 mmol), K2Se4、 Cd、 Sn和Se的摩尔比为3: 2 .' 1 : 10,经充分混合后装入玻璃反应管。 移出手套箱，在真空(约0.01 Pa)下将反应管熔封。然后置入程序升温炉，经12h 从室温升到550。C，恒温5d,以4。C/h速率降温至200。C，最后自然冷却至室温。 产物先后用DMF(N，N 二甲基甲酰胺)和无水乙醇洗涤，再用无水乙醚干燥。产物 为桔红色块状晶体。 实施例3:K2CdSnSe4晶体结构的研究选取大小为0.553x0.464x0.458 mm的桔红色 块状晶体用于X射线衍射实验。在室温(293士2 K)下，用Rigaku R-AXIS RAPID 衍射仪,以Mo-K。辐射(X).071073 nm)收集衍射数据。结果表明K2CdSn2Se4晶体 属于四方晶系,空间群/^2m。 实施例4:K2CdSnSe4导电性能的研究在积分球直径为60mm的Shimadzu UV-3100 光谱仪上记录波长范围为250-2500 nm的反射率数据，测定粉末样品在 UV-Vis-NIR区的漫反射光谱。结果表明K2CdSnSe4晶体是个小能隙半导体。权利要求1一种新型四元硒化物—K2CdSnSe4，其特征在于采用反应性熔盐法在823K下反应5d得到。2.3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于制备方法中K2Se4、 Cd、Sn和Se的摩尔比为3 : 2 :1 : 10。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于制备方法中550°C下恒温5d。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于制备方法中以4°C/h速率降温至200。C，最后自然冷却至室温。全文摘要本专利技术得到一种新型四元硒化物--K<sub>2</sub>CdSnSe<sub>4</sub>，并对其导电性能进行了初步研究。该化合物可以由K<sub>2</sub>Se<sub>4</sub>、Cd粉、Sn粉和Se以摩尔比3∶2∶1∶10采用反应性熔盐法在823K下反应5d合成。该化合物具有良好的热稳定性，经漫反射光谱分析，初步推断可以做半导体材料。文档编号C01B19/00GK101486449SQ20081005643公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日专利技术者冯秀玲, 张丽丹, 韩春英 申请人:北京化工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型四元硒化物－Ｋ↓［２］ＣｄＳｎＳｅ↓［４］，其特征在于采用反应性熔盐法在８２３Ｋ下反应５ｄ得到。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽丹，冯秀玲，韩春英，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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