[发明专利]一种制备硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线的方法

说明书

本发明提供了一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线，包括：硫化亚锡内核，包覆在硫化亚锡内核表面的硅氧化物外壳。本发明提供了一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线的制备方法，包括：在高温管式炉中心温区放入硫化亚锡粉末，在气流下游放置硅片，对高温管式炉腔体抽真空，然后通入气流使高温管式炉腔体恢复至常压并进行加热，得到硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线。本发明提供的方法制备得到的硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线内部为硫化亚锡，外部为硅氧化物。本发明提供的方法在常压下无需催化剂和模板即可制备得到硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线，这种方法工艺简单对环境污染小，易于推广和操作，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及核壳结构纳米线技术领域，尤其涉及一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线及其制备方法。

背景技术

硫化亚锡(SnS)是IV-VI族层状结构的化合物半导体材料，室温为正交晶系。硫化亚锡的结构每一Sn-S双原子层中Sn原子和S原子由较强的共价键结合，层与层之间通过范德华力结合。硫化亚锡的光学直接带隙和间接带隙宽度分别为1.2～1.5eV和1.0～1.1eV，与太阳辐射有很好的光谱匹配，且具有很大的光吸收系数(α>10⁴cm^-1)，在理论上其能量转换效率最高可达25％，其组成元素在地球上含量丰富，具有良好的环境兼容性。

现有技术中硫化亚锡纳米结构材料大多采用复杂的方法合成，如液相法和气相法。液相法通常采用溶剂热方法，如2013年清华大学李亚栋院士课题组采用溶剂热方法合成了硫化亚锡纳米带(参阅Nano Research第6卷第55页)；气相法采用热蒸发技术，使用Au作为催化剂合成了硫化亚锡纳米线，如2014年，Suryawanshi S.R.采用热蒸发技术，使用Au作为催化剂合成了硫化亚锡纳米线(参阅ACS Appl.Mater.Interfaces第6卷第2018页)。

以上技术制备硫化亚锡纳米线的方法工艺复杂，不利于大规模生产。硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线还未见报道。而利用化学气相沉积法，无催化剂辅助，在常压下合成硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线也还未见相关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线及其制备方法，本发明提供的制备方法工艺简单。

本发明提供了一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线，包括：

硫化亚锡内核；

包覆在硫化亚锡内核表面的硅氧化物外壳。

优选的，所述硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线的直径为100～700nm。

本发明提供了一种硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线的制备方法，包括：

在高温管式炉中心温区放入硫化亚锡粉末，在硫化亚锡粉末气流下游放置硅片，对高温管式炉腔体抽真空，然后通入气流使高温管式炉腔体恢复至常压并进行加热，得到硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线。

优选的，所述方法不使用任何催化剂。

优选的，所述常压为一个大气压。

优选的，所述气流的气体为保护性气体。

优选的，所述气流的流量为30～70sccm。

优选的，所述硅片的放置位置距离高温管式炉中心温区5～25cm。

优选的，所述加热的温度为700～1000℃。

优选的，所述加热的时间为0.5～5小时。

优选的，所述硫化亚锡/硅氧化物核壳结构纳米线的制备方法具体为：