[发明专利]具有三维截角八面体结构的CuSe2

说明书

本发明提供了一种具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料的制备方法，该方法为：将无机铜盐加入至三甘醇a，得到铜离子前驱液；将硒粉、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵混合后，加入三甘醇b，磁力搅拌溶解后，微波反应得到混合体系；向混合体系中注入三乙烯四胺和铜离子前驱液微波反应后，冷凝回流，将得到的剩余物质淬火冷却至室温后，依次用水和无水乙醇清洗后，离心、烘干后，得到具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料。本发明制备的具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料具有正方形和六边形面，可以独立填满整个三维空间，是一种三维材料，其晶面较多，具有较高的表面能，为纳米硒化铜在电催化和光催化的研究提供了基础。

技术领域

本发明属于硒化铜纳米材料技术领域，具体涉及一种具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料的制备方法。

背景技术

目前，对半导体纳米晶的研究已逐渐成为科研领域的一个热点，如CdSe、ZnSe、CuSe₂等。半导体纳米晶的带隙决定于它的尺寸与结构，近年，随着能源危机的加重，光降解催化剂、锂离子电池、电化学催化剂、超级电容器等成为新型的研究方向，而半导体纳米材料由于其奇特的电学、光学、光电子学及热电性能而受到了广泛的关注。纳米硒化物是Ⅱ-Ⅵ族元素之间形成的一类性能优良的半导体材料，具有许多独特的光电性质，在非线性光学、电磁学、光电子学等领域具有广阔的应用前景。由于硒化铜材料毒性小、环境友好且具有较高的活性成为研究的重点。

硒化铜由于普遍存在的晶格中铜原子空位导致铜离子形成受主能级，因此是一种具有宽带间隙(1.22.3eV)的重要的p型半导体材料，广泛应用于太阳能电池、气体传感器、超离子导体和热电变换器。由于硒化纳米材料的激子玻尔半径较大，硒化纳米材料表现出很强的量子约束效应。在光电和机械领域发展出一系列新的特性。硒化铜晶体具有多种不同的结构，这使得硒化铜纳米材料成为科学研究的热点。

硒化铜最终产物的组成和晶体结构通常取决于制备方法。硒化铜以不同的组成出现，如CuSe、Cu_2xSe，并存在不同的晶体结构(单斜、六方、四方、立方)。但同时，单晶硒化铜的合成需要苛刻的环境条件，如何稳定且高效的合成单晶硒化铜纳米晶体，仍需要进行科学研究的不断探索。过渡金属硒化物的形貌和尺寸是影响其性能的关键因素，迄今为止，对于过渡金属硒化物纳米晶的研究主要集中于合成{111}和{100}面的菱形八面体和立方纳米晶。目前对硒化铜的研究集中在一维二维材料，三维的很少，三维材料有广泛的应用前景。如何选择性调控硒化铜形貌仍然是当前纳米材料和纳米催化研究领域的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料的制备方法，该方法制备的具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料具有正方形和六边形面，可以独立填满整个三维空间，是一种三维材料，其晶面较多，具有较高的表面能，为纳米硒化铜在电催化和光催化的研究提供了基础。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有三维截角八面体结构的CuSe₂纳米材料的制备方法，该方法为：

S1、将无机铜盐加入至三甘醇a中，搅拌混合至透明澄清，得到铜离子前驱液；

S2、将硒粉、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵混合后，加入三甘醇b，磁力搅拌溶解15min～20min后，放入至微波反应器中在温度为250℃～270℃，反应压力为270KPa～320KPa、功率为300W～320W的条件下微波反应20min～60min，至溶液呈亮黄色时止，得到混合体系；