CN105819410A - 一种碲化铋量子点的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用超声工艺制备碲化铋量子点的方法，包括步骤：1）取一定量固体碲化铋粉末于玛瑙研钵中充分研磨。2）在磨好的粉末中加入适量氮甲基吡咯烷酮（NMP）溶液混合，将上述混合液置于超声波仪器中超声，累计时间4小时。3）将超声后的悬浮体系进行离心，收集上层澄清液即可得到碲化铋量子点溶液。本发明采用一种极为简便的低成本制备工艺成功获得了碲化铋量子点，所得的量子点具有良好的分散性，在紫外灯照射下可发荧光，有望在热电发电、热电制冷及传感器等领域获得应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种碲化铋量子点的制备方法，具体涉及到一种以碲化铋粉末为原料，氮甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂，采用超声工艺制备出尺寸均匀、分散性好，且具有荧光特性的碲化铋量子点，该方法属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
近年来，随着人们对全球环境污染及能源危机的重视，热电转换作为一种能将废热、余热转换为电能的绿色能源转换技术吸引了人们的目光。碲化铋作为一种热电功能材料，不仅具有较好的导电性、耐高温性及显著的拓扑绝缘体特性，而且在室温条件下应用性能较好，是一种良好的温差材料。基于以上优良特性，碲化铋被广泛应用在低温热电发电、热电制冷器件上。
碲化铋作为一种热电材料，因其性能偏低而导致器件的转化效率不高，经大量实验证明，将其纳米化能有效的改变材料性能。通过将碲化铋的尺寸控制在纳米范围，可以显著提高它的热电性能指数。但是，目前制备出的碲化铋以纳米片、纳米粒居多，且工艺繁琐，成本高。寻求一种制备能耗低、工艺简便、成本低廉的碲化铋纳米材料技术是推广应用的关键。
公布号为CN103626138A（申请号为201210301336.2）的中国专利采用碲和铋单质粉末在熔融的氯化钠分散体材料环境下，于真空管式炉中高温合成碲化铋颗粒；公布号为CN103910341A（申请号为201410107134.3）的中国专利采用碲铋混合料加有机溶剂、氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮溶解，于控温加热套中密封加热保温的同时搅拌得到纳米级六角片状碲化铋。本发明的技术与上述不同，本发明的技术涉及一种高效、简便的超声波粉碎装置，通过一步反应制备碲化铋量子点，且提纯后的产物尺寸在10nm以下。
发明内容
针对现有技术中普遍采用繁琐的制备工艺，本发明提出一种简便、高效的超声工艺一步制备碲化铋量子点。
本发明提供了一种简便、高效的碲化铋量子点的制备方法，按照以下步骤进行：
第一步，取一定量固体碲化铋粉末于玛瑙研钵中充分研磨。
第二步，在研磨好的粉末中加入适量氮甲基吡咯烷酮（NMP）溶液，将上述混合液置于超声波仪器中超声，累计时间4小时。
第三步，将超声后的悬浮体系转移到离心机中进行离心，收集上层澄清液即为碲化铋量子点溶液。
本发明的制备工艺与现有制备技术相比具有以下优点：1、制备工艺简单。将研磨后的碲化铋粉末与氮甲基吡咯烷酮（NMP）混合一步超声完成。本发明所述试剂原料均为市场采购，便宜且易得，提供了一种简便的超声工艺制备碲化铋量子点的新方法。2、规模生产。本发明制备工艺简单，兼具批量生产能力，只需调整反应物的量，即能实现对产物规模的控制。
本发明采用简便的超声工艺通过一步反应制备了产率高、分散性好，且具有较强荧光特性的碲化铋量子点，可展望其在温差发电、热电制冷领域有着较好的应用前景。
附图说明
图1是利用超声工艺制备得到的碲化铋量子点溶液。
图2是碲化铋量子点溶液在紫外光（波长为365nm）照射下的图像。
图3是碲化铋量子点透射电镜测试图。
图4是碲化铋量子点XRD衍射图。
具体实施例
用天平称取0.5克碲化铋粉末置于玛瑙研钵中充分研磨，将磨好的粉末转移到烧杯中，加入50毫升氮甲基吡咯烷酮（NMP），置于超声波仪器中累计超声4小时。超声结束后，将悬浮体系转移至离心机中离心。离心后取上层澄清液即可收集得到碲化铋量子点。
Claims (4)
1.一种利用超声工艺制备碲化铋量子点的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：1)取一定量固体碲化铋粉末于玛瑙研钵中充分研磨;2)在磨好的粉末中加入氮甲基吡咯烷酮（NMP）溶液混合，将上述混合液置于超声波仪器中超声;3)将超声后的悬浮体系转移到离心机中离心，收集上层澄清液即可得到碲化铋量子点溶液。
2.根据权利要求1所述的利用超声工艺制备碲化铋量子点的方法，其特征在于：步骤1）中，碲化铋固体粉末用量为0.5克，超声前充分研磨。
3.根据权利要求1所述的利用超声工艺制备碲化铋量子点的方法，其特征在于：步骤2）中，氮甲基吡咯烷酮用量为50毫升，用超声波仪器超声4小时。
4.根据权利要求1所述的利用超声工艺制备碲化铋量子点的方法，其特征在于：步骤3）中，超声后的悬浮体系用离心机离心，收集上层澄清液。
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