[发明专利]一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法

说明书

本发明提供了一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法，包括以下步骤：A)将硒源和有机溶剂混合，得到硒前驱体；B)将硒前驱体、有机溶剂和银源混合，反应后纯化，得到Ag₂Se催化剂种子的分散液；C)将Zn源、所述硒前驱体和所述Ag₂Se催化剂种子的分散液混合，熟化、生长，得到Ag₂Se‑ZnSe量子线；D)利用烷基磷去除Ag₂Se‑ZnSe量子线中的Ag₂Se端点，得到胶体ZnSe量子线。本申请提供的胶体ZnSe量子线的制备方法不仅能够独立、高精度、广范围控制ZnSe量子线的直径和长度，而且得到的量子线尺寸高度均一，分散性良好，无明显缺陷，具有较高产氢性能。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法。

背景技术

近年来，胶体量子点作为一类最引人注目的材料，在发光器件、激光、光伏、太阳能-燃料转化和生物成像等应用领域备受青睐。与零维量子材料相比，其相对应的一维材料-量子线，结合了量子点和块材的优势。一维量子线在径向上有量子限域效应，具有直径可调的能带结构和强载流子-载流子相互作用，同时在轴向上具备了块材的大光吸收截面积、长距离载流子输运及低的俄歇复合速率。此外，一维材料的各向异性使量子线成为构建功能化异质纳米材料的丰富平台。

尽管含镉的II-VI族量子材料合成方法已经十分完善，光学性质高度可控，但不满足下一代环境友好型应用的需求。因此，需要开发稳定、高效、无重金属组分的材料。据美国《化学评论》(Chemical Review，2016年116期10888-10933页)报道，ZnSe是一种II-VI族直接带隙(约为2.7eV)半导体，由于其相对较大的激子波尔半径(约3.8nm)和在II-VI硫属化合物中最高的载流子迁移率，ZnSe成为蓝光区应用的最具潜力的候选材料之一。因此，精确调控其尺寸和形状可以使ZnSe量子线在偏振蓝光发射、探测以及蓝光驱动的光催化方面有很大的应用前景。

但是，与Cd基半导体相比，ZnSe量子线的胶体合成仍然具有很大的挑战性。迄今为止，ZnSe量子线的合成策略包括各向异性控制生长、定向附着和液-液/固-固催化生长。各向异性控制的生长方法只能制备具有小的长径比的ZnSe量子棒。相反，受到初始生长材料-幻数尺寸团簇的限制，定向附着方法通常用来制备直径在亚-2nm的超长量子线。尽管进一步加热和熟化可以使超细的量子线转变成更短和略粗的量子棒，但是其径向和轴向尺寸演化呈负相关。原则上，催化生长方法可以独立控制量子线的直径和长度；但是从技术上讲，这种方法更利于制备超出量子限域区域(超长、直径粗)的ZnSe纳米线。因此，先前由上述合成策略制备的ZnSe纳米线，其量子限域区域基本上局限于近紫外光或激子特征不明显的块材区域。到目前为止，同时高精度地控制ZnSe量子线的径向和轴向尺寸，从而在蓝光区域实现可调的、明确定义的激子特征，在合成上仍十分具有挑战性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法，该方法制备的ZnSe量子线尺寸高均匀一，分散性良好，无明显缺陷，具有较高产氢性能。

有鉴于此，本申请提供了一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法，包括以下步骤：

A)将硒源和有机溶剂混合，得到硒前驱体；

B)将硒前驱体、有机溶剂和银源混合，反应后纯化，得到Ag₂Se催化剂种子的分散液；

C)将Zn源、所述硒前驱体和所述Ag₂Se催化剂种子的分散液混合，熟化、生长，得到Ag₂Se-ZnSe量子线；

D)利用烷基磷去除Ag₂Se-ZnSe量子线中的Ag₂Se端点，得到胶体ZnSe量子线。