[发明专利]一种空心硒化锌纳米晶、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种空心硒化锌纳米晶、其制备方法与应用。所述的制备方法包括：提供硒化铜纳米颗粒的分散液；于所述分散液中加入锌离子、膦类化合物，并在0～60℃反应，制得空心硒化锌纳米晶。本发明还提供了由前述方法制备的空心硒化锌纳米晶及其应用。本发明的制备方法条件温和，制备过程简单易操作，条件易控制，可以实现空心硒化锌纳米晶的大规模生产；并且合成产物空心硒化锌纳米晶颗粒形貌可控，均一性非常好，分散性也极佳，材料的结晶性优良，表现出优良的光催化降解染料性能。

技术领域

本发明涉及一种空心纳米材料，特别涉及一种以硒化铜纳米颗粒为模板，通过阳离子交换的方式合成空心硒化锌的方法、其所获空心硒化锌纳米晶及应用，属于半导体空心球纳米材料合成技术领域。

背景技术

纳米材料是21世纪的研究热点。其中纳米材料的物理化学性质往往受到其自身的形貌尺寸的影响。其中空心结构纳米颗粒具有低密度、高比表面积、高的稳定性和表面渗透性等特点，在传感、药物释放、化学存储、光电转换很电化学等领域都具有广泛的运用前景。

硒化锌是一种重要的II-VI族半导体化合物材料，常温下其带隙发射在2.7eV(460nm)，折光系数高达2.61，是一种用途广泛、性能优异的光电子材料。

空心硒化锌纳米晶既有空心材料的优良性质又保留了其材料本身的物理化学性质，显示出的多种光电性能使其在发光二极管、光探测器、蓝光发射激光器、生物标记、传感器、太阳能电池、光催化、环保等许多领域有着重要的用途，并显示出了巨大的运用潜力。

目前，空心硒化锌纳米材料的制备方法中存在着制备过程复杂，制备成本过高，粒径过大，不可大量制备等问题。硒化锌空心球的合成大多采用模板法，通过ZnSe纳米颗粒在模板表面团聚，然后去除模板，获得空心球，但这种方法制备出的空心球大多为微米/亚微米级，少有能合成100nm左右粒径空心硒化锌的方法。其中有ZhengWenjun等人用离子液体作前驱体，氮气鼓泡做软模板的方式合成了100nm左右粒径的空心硒化锌球，但是其离子液体前驱体制备过程复杂，且合成出的材料均一性可控性较差，可参见：Langmuir2010,26(12),9968-9973。天津大学杨静等人利用柯肯达尔效应，在氩气气氛下加热制备100nm左右粒径空心硒化锌球，但是其合成方法需要用到较为复杂的靶子材料，部分反应需要在高温和氩气保护的条件下进行，方法较为繁琐，参见专利CN 105016314A，一种硒化锌纳米空心球的制备方法。因此，现有技术的合成方法步骤繁琐、条件苛刻，常需要惰性气体保护或者高温高压的反应条件，且现阶段合成的100nm粒径的空心硒化锌材料形貌不够均一，分散性不够好，结晶性也差。

鉴于此，克服现有技术所存在的缺陷，提供一种简单、经济、可控、可量产化的100nm左右粒径空心硒化锌纳米晶制备方法是本领域亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目之一的在于提供一种以硒化铜为模板通过阳离子交换的方式合成空心硒化锌纳米晶的方法。

本发明的主要目之二的在于提供一种形貌均一分散性良好且具有较高光催化降解染料能力的空心硒化锌纳米晶及其应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一些实施例提供了一种空心硒化锌纳米晶的制备方法，其包括：

提供硒化铜纳米颗粒的分散液；

于所述分散液中加入锌离子、膦类化合物，并在0～60℃反应，制得空心硒化锌纳米晶。

在一些实施例中，所述制备方法包括：

提供硒化铜纳米颗粒的分散液；

于所述分散液中加入锌离子，并于0～60℃混合反应10min以上，之后加入膦类化合物并继续反应3h以上，制得空心硒化锌纳米晶。

进一步地，所述硒化铜纳米颗粒的粒径为20～2000nm。