[发明专利]一种球形硒化银粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硒化银的制备方法，尤其涉及一种球形硒化银粒子的制备方法。

背景技术

Ag₂Se属于非磁性窄禁带半导体，是具有极大的应用价值的半导体材料之一。Ag₂Se有两种稳定相结构：低温β相和高温α相。硒化银相变温度为133℃，低温相β-Ag₂Se属于窄带隙的半导体材料，具有相对较高的热电系数、较低的热传导率和高电导率，做为光敏剂广泛应用于光学材料和热电材料领域；近年来研究发现在纳米薄膜和纳米晶中存在的另外一种低温亚稳相t-Ag₂Se，同样在光电、热电领域具有潜在应用价值。高温相α-Ag₂Se材料是一种超离子导体，可应用于非线性光学器件、太阳能电池以及多功能离子选择电极等领域。此外，非计量化学比的硒化银Ag_2+δSe具有线性正磁电阻效应，其特性在磁记录和强磁场探测方面有着极大的应用价值。

目前，制备Ag₂Se微纳米材料的方法主要有水热法、溶剂热法、模板法、电化学法、微乳液法、化学沉降法等。中国专利文献CN101555000A中公开的“硒化银纳米材料的制备方法”使用了氮气气氛保护，增加了工艺难度；专利文献CN101575088A中公开的“一种硒化银纳米球的合成方法”以硝酸银、硒吩、苯胺为原料，原料不易得，所需反应温度240℃，且硒化银纳米球团聚严重；专利文献CN1772599A中公开的“一种制备单分散半导体硒化物纳米粒子的方法”需要添加碱金属氢氧化物和脂肪酸，并以水合肼为还原剂，毒性较大，对操作要求高；专利文献CN101274751A中公开的“单分散银、硫化银及硒化银纳米晶的制备方法”先高温热分解硝酸银，再加入硒粉反应，主要为6～12nm的硒化银纳米粒子，且需要两步操作。可见，现有制备Ag₂Se微纳米材料的技术往往需要惰性气氛保护、或需要配置复杂、毒性较大的前驱体溶液，或设备复杂、成本高昂，且难以规模化生产，所得到的纳米粒子也存在团聚，因此难以实现其工业化应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、环境污染小、毒性小，产品分散性能好的球形硒化银粒子的制备方法，制备的硒化银在光电、热电领域具有很大的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种球形硒化银粒子的制备方法，以硒粉和银氨配合物为原料，在有机溶剂中、于160～220℃温度下反应4～24小时后清洗、干燥制成球形硒化银粒子。

上述的制备方法，优选的，其制备方法具体包括以下步骤：

1)将硝酸银、硒粉、浓氨水、分散剂加入有机溶剂中，超声分散均匀，得到反应液；

2)将步骤1)中制备的反应液置于160～220℃温度下反应4～24小时，自然冷却至室温，离心得到硒化银沉淀产物；

3)将步骤2)得到的硒化银沉淀产物用无水乙醇清洗2～5次，再将洗净后的硒化银置于50～70℃下干燥6～8小时，即得到所述的球形硒化银粒子。

上述的制备方法，优选的，所述步骤1)中，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

上述的制备方法，优选的，所述步骤1)中，有机溶剂为乙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种。

上述的制备方法，优选的，所述步骤1)中，超声分散的时间为5～10min。

上述的制备方法，优选的，所述步骤1)中，硝酸银中银原子与硒粉硒原子的摩尔比为2:1，分散剂的质量为硝酸银质量的0.5～5倍，浓氨水加入量为使硝酸银形成银氨配合物的理论量的1～3倍。

本发明的原理：以乙二醇为溶剂和还原剂，将银氨配合物还原为银单质，然后和硒反应生成硒化银。乙二醇作为还原剂，先要经过高温缓慢氧化为醛，再缓慢还原银氨；以银氨为配合物目的是减缓还原速度，从而得到分散性好，粒径均一的硒化银粒子。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明的制备方法以硒粉和银氨配合物为原料，采用密闭反应釜加热，制备过程中毒性小、对环境污染小。

2)本发明以乙二醇作为溶剂和还原剂，使反应缓慢进行，可制备出分散性好、粒子粒径为50～500nm的Ag₂Se，可用于工业化生产。

3)本发明的制备方法采用一次性加料，不需配制复杂的前驱体溶液，工艺操作简单，设备要求低，易于实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的球形硒化银粒子的扫描电镜照片。