CN101177551A - 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法 - Google Patents

一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101177551A
CN101177551A CNA2007100505222A CN200710050522A CN101177551A CN 101177551 A CN101177551 A CN 101177551A CN A2007100505222 A CNA2007100505222 A CN A2007100505222A CN 200710050522 A CN200710050522 A CN 200710050522A CN 101177551 A CN101177551 A CN 101177551A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
zinc
silica
sulfide nano
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100505222A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100567411C (zh
Inventor
李志洁
祖小涛
王治国
彭强祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CNB2007100505222A priority Critical patent/CN100567411C/zh
Publication of CN101177551A publication Critical patent/CN101177551A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100567411C publication Critical patent/CN100567411C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,属于无机化学材料技术领域,具体涉及硫化锌纳米材料的制备方法。本发明以醋酸锌为锌源,以硅酸钠或者正硅酸乙酯为硅源,以硫化钠为硫源,采用溶胶-凝胶-水热晶化反应过程制备氧化硅改性的硫化锌纳米材料。所制备的氧化硅改性的硫化锌纳米材料,氧化硅主要包覆在硫化锌的表面。本发明制备方法简单、易操作、适合于大规模生产。所制备的氧化硅改性的硫化锌纳米材料颗粒均匀,具有良好的稳定性和单分散性,可以用于荧光剂和光电装置等领域中。

Description

一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法
技术领域
本发明属于无机化学材料技术领域,具体涉及硫化锌纳米材料的制备方法。
背景技术
硫化锌纳米材料具有特殊的光电性质,在发光材料、光电装置和LED材料等领域中具有广泛的应用价值。硫化锌纳米材料的应用性能决定于其粒径和表面物理化学性质。通常,硫化锌纳米材料的物理化学性质很不稳定,在应用中容易发生改变,因此控制其粒径和提高其稳定性是非常重要的。目前常用的控制硫化锌纳米材料粒径和提高其稳定性能的方法是采用其他物质进行表面包覆。常用的包覆物有有机聚合物和无机聚合物(包括氧化硅和陶瓷等),包覆后和纳米颗粒形成纳米复合物结构。其中氧化硅包膜改性的硫化锌纳米复合物在现代显示和发光技术上显示出越来越重要的应用前景。但是目前硫化锌无机包覆主要是采用溶胶-凝胶法或激光沉积法镶嵌在氧化硅玻璃或者薄膜中,成本较高,操作不便,因此它在应用领域受到了很大的限制,而且不利于大规模生产。
发明内容
本发明提供一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,该方法操作简单、成本低廉,适合于大规模生产。依据本发明所制备的氧化硅改性的硫化锌纳米材料粒径均匀,且具有良好的热稳定性和单分散性。
本发明以醋酸锌为锌源,以硅酸钠或者正硅酸乙酯为硅源,以硫化钠为硫源,采用溶胶-凝胶-水热反应晶化过程制备氧化硅改性的硫化锌纳米材料。
本发明详细技术方案如下:
一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1.配制氧化硅水溶胶A。
配制pH值为1.0~3.0的盐酸水溶液,然后在40~50℃下加入硅源,搅拌直至完全水解,得氧化硅水溶胶A,待用。
步骤2.配制醋酸锌水溶液B。
将醋酸锌溶解到水中,配制成0.1~0.5mol·L-1的醋酸锌水溶液B,然后加入乙二胺四乙酸(EDTA)并搅拌,再用氨水调节溶液pH值为5.5~6.8,待用。
步骤3.配制硫化钠水溶液C。
将硫化钠溶于水中,配制成0.1~0.5mol·L-1的硫化钠水溶液C,待用。
步骤4.制备硫化锌-氧化硅凝胶。
将步骤2.所得的醋酸锌水溶液B加入步骤1.所得的氧化硅水溶胶A中,再滴入步骤3.所得的硫化钠水溶液C,使其发生
Zn2++S2-→ZnS↓
的充分反应,并形成硫化锌-氧化硅凝胶D。
步骤5.水热晶化反应。
将步骤4.所得的硫化锌-氧化硅凝胶D转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中,在120~180℃的温度条件下下水热晶化反应6~20小时。
步骤6.后处理。
将经步骤5.水热晶化反应后的产物过滤、烘干、研磨,即得本发明所述的氧化硅改性的硫化锌纳米材料。
需要说明的是:
步骤1.中所采用的硅源可以是硅酸钠或者正硅酸乙酯。
步骤6.中对水热反应晶化后的产物进行烘干时,温度在105~130℃范围为宜。温度过低,不利于水份的迅速去除;温度过高则硫化锌可能发生分解反应。
步骤4.加入的乙二胺四乙酸本身不参加反应,但可以用来控制硫化锌的形成速度,起稳定剂的作用;乙二胺四乙酸的用量最好和步骤2.的醋酸锌以及步骤3.的硫化钠为等摩尔量。
本发明的原理是采用氧化硅包覆到硫化锌纳米颗粒表面,起到控制硫化锌纳米颗粒生长和提高硫化锌颗粒稳定性的作用;采用水热过程来对硫化锌纳米颗粒进行晶化,避免了高温晶化引起的硫化锌的分解,同时防止了因硫化锌纳米颗粒的硬团聚导致的硫化锌纳米颗粒长大和比表面积下降的后果。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、本发明制备方法成本低、反应过程简单,有利于材料的大规模生产。
2、本发明制备的氧化硅改性的硫化锌纳米材料,X射线衍射分析证明具有良好的闪锌矿晶型(如图2所示),透射电子显微镜证明颗粒直径不大于50纳米(如图3所示),颗粒均匀,分散性好,具有优良的热稳定性和单分散性。
3、本发明制备的氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒可以应用于广泛的领域中,如荧光剂和光电装置等。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明制备的25%质量比的氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒的X射线衍射图。
图3为本制备的25%质量比的氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒的高分辩透射电镜照片。
具体实施方式
实施方式一
在50ml水中加入0.5ml正硅酸乙酯,用2mol·L-1的盐酸溶液调节pH值为2,在45℃下搅拌水解。然后将用氨水调节液体pH值为5.5的60ml 0.2mol·L-1的醋酸锌水溶液加入其中。在搅拌条件下,加入与醋酸锌等摩尔量的稳定剂乙二胺四乙酸,形成白色混浊液体。然后滴入60ml 0.2mol·L-1硫化钠水溶液,搅拌溶液变微微白色混浊,继续搅拌形成白色混浊液。然后将这个混浊液转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中,120℃下水热晶化反应20小时。将水热后样品过滤,水洗3次,然后在110℃下烘干,研磨即得SiO2质量比为10%的氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒。电子显微镜下观察此种氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒平均直径为42纳米,颗粒球型,均匀,单分散。XRD测量结果表明氧化锌为闪锌矿。
实施方式二
在100ml水中加入1.152g硅酸钠,用2mol·L-1的盐酸溶液调节pH值为2,在40℃下搅拌水解。然后将用氨水调节液体pH值为6.0的120ml 0.1mol·L-1的醋酸锌水溶液加入其中。在搅拌条件下,加入与醋酸锌等摩尔量的稳定剂乙二胺四乙酸,形成白色混浊液体。然后将0.1mol·L-1的硫化钠水溶液120ml滴入上述澄清溶液中,搅拌溶液变微白混浊,继续搅拌形成白色混浊液。然后将这个混浊液转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中,150℃下水热晶化反应12小时。将水热后样品过滤,水洗3次,然后在105℃下烘干,研磨即得SiO2质量比为25%的化硅改性的硫化锌纳米颗粒。电子显微镜下观察此种氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒平均直径为35纳米,颗粒球型,均匀,单分散。XRD测量结果表明硫化锌为闪锌矿。
实施方式三
在50ml水中加入4.2ml正硅酸乙酯,用2mol·L-1的盐酸溶液调节pH值为2,在50℃下搅拌水解。然后将用氨水调节液体pH值为6.8的60ml 0.2mol·L-1的醋酸锌水溶液加入其中。在搅拌条件下,加入与醋酸锌等摩尔量的稳定剂乙二胺四乙酸,形成白色混浊液体。然后将的0.2mol·L-1硫化钠水溶液60ml滴入上述澄清溶液中,搅拌溶液变微白混浊,继续搅拌形成白色混浊液。然后将这个混浊液转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中,180℃下水热晶化反应6小时。将水热反应后的样品过滤,水洗3次,然后在130℃下烘干,研磨即得质量比为50%的氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒。电子显微镜下观察此种氧化硅改性的硫化锌纳米颗粒平均直径为32纳米,颗粒球型,均匀,单分散。XRD测量结果表明硫化锌为闪锌矿。

Claims (5)

1.一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1.配制氧化硅水溶胶A:
配制pH值为1.0~3.0的盐酸水溶液,然后在40~50℃下加入硅源,搅拌直至完全水解,得氧化硅水溶胶A,待用;
步骤2.配制醋酸锌水溶液B:
将醋酸锌溶解到水中,配制成0.1~0.5mol·L-1的醋酸锌水溶液B,然后加入乙二胺四乙酸并搅拌,再用氨水调节溶液pH值为5.5~6.8,待用;
步骤3.配制硫化钠水溶液C:
将硫化钠溶于水中,配制成0.1~0.5mol·L-1的硫化钠水溶液C,待用;
步骤4.制备硫化锌-氧化硅凝胶:
将步骤2.所得的醋酸锌水溶液B加入步骤1.所得的氧化硅水溶胶A中,再滴入步骤3.所得的硫化钠水溶液C,使其发生
Zn2++S2-→ZnS↓
的充分反应,并形成硫化锌-氧化硅凝胶D;
步骤5.水热晶化反应:
将步骤4.所得的硫化锌-氧化硅凝胶D转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中,在120~180℃的温度条件下下水热晶化反应6~20小时;
步骤6.后处理:
将经步骤5.水热晶化反应后的产物过滤、烘干、研磨,即得氧化硅改性的硫化锌纳米材料。
2.根据权利要求1所述的氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.中所采用的硅源是硅酸钠。
3.根据权利要求1所述的氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.中所采用的硅源是正硅酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6.中对水热晶化反应后的产物进行烘干时,温度在105~130℃范围。
5.根据权利要求1所述的氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4.加入的乙二胺四乙酸的用量和所述步骤2.的醋酸锌以及所述步骤3.的硫化钠为等摩尔量。
CNB2007100505222A 2007-11-15 2007-11-15 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法 Expired - Fee Related CN100567411C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100505222A CN100567411C (zh) 2007-11-15 2007-11-15 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100505222A CN100567411C (zh) 2007-11-15 2007-11-15 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101177551A true CN101177551A (zh) 2008-05-14
CN100567411C CN100567411C (zh) 2009-12-09

Family

ID=39403984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100505222A Expired - Fee Related CN100567411C (zh) 2007-11-15 2007-11-15 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100567411C (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101941677A (zh) * 2010-08-31 2011-01-12 电子科技大学 一种氧化锰表面改性的氧化锌纳米棒材的制备方法
CN101402856B (zh) * 2008-11-01 2011-07-27 中国海洋大学 一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法
CN101445724B (zh) * 2008-11-04 2012-03-21 中国海洋大学 一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面改性方法
DE102013105794A1 (de) 2012-06-12 2013-12-12 Sachtleben Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von ZnS-Teilchen mit einer Beschichtung aus Metalloxid mit einem Gehalt an Kobalt, die so erhaltenen Produkte und deren Verwendung
CN105731521A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 常州可赛成功塑胶材料有限公司 一种氧化铟锡改性高分散透光红外硫化锌的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101402856B (zh) * 2008-11-01 2011-07-27 中国海洋大学 一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法
CN101445724B (zh) * 2008-11-04 2012-03-21 中国海洋大学 一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面改性方法
CN101941677A (zh) * 2010-08-31 2011-01-12 电子科技大学 一种氧化锰表面改性的氧化锌纳米棒材的制备方法
DE102013105794A1 (de) 2012-06-12 2013-12-12 Sachtleben Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von ZnS-Teilchen mit einer Beschichtung aus Metalloxid mit einem Gehalt an Kobalt, die so erhaltenen Produkte und deren Verwendung
WO2013185753A1 (de) 2012-06-12 2013-12-19 Sachtleben Chemie Gmbh Verfahren zur herstellung von zns-teilchen mit einer beschichtung aus metalloxid mit einem gehalt an kobalt, die so erhaltenen produkte und deren verwendung
US9163130B2 (en) 2012-06-12 2015-10-20 Sachtleben Chemie Gmbh Method for the production of ZnS particles having a metal oxide coating and a cobalt content, products obtained thereby, and use of said products
CN105731521A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 常州可赛成功塑胶材料有限公司 一种氧化铟锡改性高分散透光红外硫化锌的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100567411C (zh) 2009-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100567411C (zh) 一种氧化硅改性的硫化锌纳米材料的制备方法
CN100494057C (zh) 一种二氧化硅空心球的制备方法
CN108276985B (zh) 一种具有荧光特性的硫量子点、制备方法
CN102732248A (zh) 一种核壳型氧化锌-二氧化硅纳米粒子及其制备方法和应用
CN102040868B (zh) 碱性硅溶胶的制备方法及其表面改性
CN101353486B (zh) 一种碳酸钙复合粒子的制备方法
CN101559952A (zh) 一种纳米尺度介孔二氧化硅球的制备方法
CN106811189B (zh) 水溶性量子点的制备方法、水溶性量子点薄膜的制备方法
WO2012167398A1 (zh) 一种制备核壳纳米粒子及其溶液的方法
CN109705840A (zh) 基于亲和组装的高发光量子点荧光微球的制备方法
CN102942922A (zh) 一种疏水性Mn掺杂ZnS量子点的表面修饰方法
CN106873190A (zh) 一种磁致变色光子晶体材料及其制备方法
CN101565621B (zh) 一种高荧光性能纳米复合微球及其制备方法
CN102976344B (zh) 一种硅酸锌纳米材料的制备方法
CN111484024B (zh) 一种低吸油值、高比表面积的二氧化硅的制备方法
CN108529659A (zh) 一种微米级硫酸钡微球的合成方法
CN101787285A (zh) 水溶性荧光ZnSe/ZnS核壳量子点的制备方法
CN106893588A (zh) 一种包含多个疏水性半导体量子点的二氧化硅纳米球的制备方法
CN100548887C (zh) 一种微米级硫化锌粉末的制备方法
CN113122233A (zh) 量子点复合材料及其制备方法、量子点发光二极管
CN110394183A (zh) 一种ATP/Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂的制备方法
CN110776905B (zh) 基于双亲性硅载体的量子点荧光纳米球及其制备方法
CN1226192C (zh) 制备单分散硫化镉空心球的方法
CN106757340B (zh) 一种纳米硼酸锌晶须的制备方法及应用
JP2010285600A (ja) 半導体ナノ粒子からなる蛍光性ファイバー

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091209

Termination date: 20121115