CN115893488B - 一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 - Google Patents
一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115893488B CN115893488B CN202211506598.2A CN202211506598A CN115893488B CN 115893488 B CN115893488 B CN 115893488B CN 202211506598 A CN202211506598 A CN 202211506598A CN 115893488 B CN115893488 B CN 115893488B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- agbis
- solution
- nanocrystalline
- synthesizing
- source
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 7
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 17
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 10
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- DPBLXKKOBLCELK-UHFFFAOYSA-N pentan-1-amine Chemical compound CCCCCN DPBLXKKOBLCELK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 7
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 6
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 claims description 5
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FPZXQVCYHDMIIA-UHFFFAOYSA-N 1,1-diphenylthiourea Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C(=S)N)C1=CC=CC=C1 FPZXQVCYHDMIIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- TXKAQZRUJUNDHI-UHFFFAOYSA-K bismuth tribromide Chemical compound Br[Bi](Br)Br TXKAQZRUJUNDHI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- KOECRLKKXSXCPB-UHFFFAOYSA-K triiodobismuthane Chemical compound I[Bi](I)I KOECRLKKXSXCPB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 49
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 1-hexanamine Chemical compound CCCCCCN BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLVIGYVXZHLUHP-UHFFFAOYSA-N N,N'-diethylthiourea Chemical compound CCNC(=S)NCC FLVIGYVXZHLUHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- CYEBJEDOHLIWNP-UHFFFAOYSA-N methanethioamide Chemical compound NC=S CYEBJEDOHLIWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- WPZSAUFQHYFIPG-UHFFFAOYSA-N propanethioamide Chemical compound CCC(N)=S WPZSAUFQHYFIPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- RHUVFRWZKMEWNS-UHFFFAOYSA-M silver thiocyanate Chemical compound [Ag+].[S-]C#N RHUVFRWZKMEWNS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，它涉及合成AgBiS2纳米晶的方法。本发明的目的是要解决现有AgBiS2纳米晶众多合成方法如热注入法、水热法、溶剂热法等方法存在工艺复杂，合成反应温度需求较高，合成反应时间较长，所需费用大和无法得到完整的AgBiS2纳米晶的问题。方法：一、配制溶液；二、将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中；三、洗涤干燥，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。本发明合成AgBiS2纳米晶的方法采用低温合成，操作简单、用时短、成本低廉，易宏量化。本发明所提供的AgBiS2纳米晶可用于新型太阳能电池、热电器件等光电器件中。
Description
技术领域
本发明涉及合成AgBiS2纳米晶的方法。
背景技术
在新型太阳能电池研究领域中，通常会选择窄带隙的重金属化合物半导体材料如铅基卤化物钙钛矿材料，PbS，PbSe，CdS等作为活性层。然而，这些重金属化合物合成条件苛刻且对环境危害较大，为了解决这个问题，需要寻求一种绿色无毒的替代材料。经过科学研究者们大量的研究探索，最终找到了一种“绿色”无毒、具有与太阳能光谱更为匹配的带隙、电学性质良好和优异稳定性的AgBiS2纳米晶来代替这些对环境危害较大的重金属化合物。AgBiS2纳米晶目前受到相关研究者们的广泛关注，成为新一代“绿色”光伏材料之一。
然而，目前研究较多的AgBiS2纳米晶的合成方法是通过热注入法、水热法、溶剂热法等方法来合成制备。使用热注入法合成AgBiS2纳米晶通常会用到昂贵的硫源六甲基二硅硫烷，而且整个流程复杂，会涉及到抽真空，加热，通氮气，反应耗时长，所需费用大。水热法合成AgBiS2纳米晶制备工艺复杂，合成反应温度需求较高，合成反应时间较长。溶剂热法合成AgBiS2纳米晶，如使用CS2通过在癸醇和正己烷的混合溶液制备出AgBiS2纳米晶，产物中容易出现分离的两相Ag2S和Bi2S3纳米晶，合成得到完整的AgBiS2纳米晶比较困难。而使用低温一步法合成AgBiS2纳米晶，其操作更简单、用时更短，同时所需能耗更低，相比于热注入法、水热法、溶剂热法等方法制备的AgBiS2纳米晶在合成操作和节能方面有较大的优越性。因此，探索一种环境友好、操作简便的低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，对于AgBiS2纳米晶的研究与发展具有重大的意义。
发明内容
本发明的目的是要解决现有AgBiS2纳米晶众多合成方法如热注入法、水热法、溶剂热法等方法存在工艺复杂，合成反应温度需求较高，合成反应时间较长，所需费用大和无法得到完整的AgBiS2纳米晶的问题，而提供一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法。
一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、将铋源和硫源溶解在有机极性溶剂中，得到溶液Ⅰ；
②、将银源溶于短链胺类溶剂中，得到溶液Ⅱ；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ进行搅拌反应，得到反应产物；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物转移至离心管中，高速离心，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入甲苯，混合均匀后再高速离心，倒掉上清液，得到沉淀物质；
③、将沉淀物质进行真空干燥，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
本发明的优点：
一、与AgBiS2纳米晶其他合成方法相比，本发明使用的原料经济低廉、反应条件温和、安全性好、易于宏量化；
二、本发明合成AgBiS2纳米晶的方法采用低温合成，操作简单、用时短、成本低廉，易宏量化；
三、本发明低温一步合成AgBiS2纳米晶尺寸可控，缺陷态少且具有优良的单分散性和稳定性；
四、本发明所提供的AgBiS2纳米晶可用于新型太阳能电池、热电器件等光电器件中。
附图说明
图1为本发明一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的过程示意图；
图2为实施例1～3制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图，图中Ⅰ为实施例1制备的AgBiS2纳米晶，Ⅱ为实施例2制备的AgBiS2纳米晶，Ⅲ为实施例3制备的AgBiS2纳米晶；
图3为实施例1～3制备的AgBiS2纳米晶的紫外可见吸收图，图中Ⅰ为实施例1制备的AgBiS2纳米晶，Ⅱ为实施例2制备的AgBiS2纳米晶，Ⅲ为实施例3制备的AgBiS2纳米晶；
图4为实施例2制备的AgBiS2纳米晶的透射电镜图；
图5为实施例2制备的AgBiS2纳米晶的元素分析图；
图6为实施例4～6制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图，图中1为实施例4制备的AgBiS2纳米晶，2为实施例5制备的AgBiS2纳米晶，3为实施例6制备的AgBiS2纳米晶；
图7为实施例4～6制备的AgBiS2纳米晶的紫外可见吸收图，图中1为实施例4制备的AgBiS2纳米晶，2为实施例5制备的AgBiS2纳米晶，3为实施例6制备的AgBiS2纳米晶；
图8为实施例5制备的AgBiS2纳米晶的透射电镜图；
图9为实施例5制备的AgBiS2纳米晶粉末数码照片图；
图10为实施例7制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、将铋源和硫源溶解在有机极性溶剂中，得到溶液Ⅰ；
②、将银源溶于短链胺类溶剂中，得到溶液Ⅱ；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ进行搅拌反应，得到反应产物；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物转移至离心管中，高速离心，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入甲苯，混合均匀后再高速离心，倒掉上清液，得到沉淀物质；
③、将沉淀物质进行真空干燥，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的铋源为碘化铋、溴化铋、氯化铋或硝酸铋；所述的溶液Ⅰ中铋源的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一①中所述的硫源为硫脲、1,3-二乙基硫脲、N,N-二苯基硫脲、硫代甲酰胺、硫代乙酰胺、硫代丙酰胺或升华硫；所述的溶液Ⅰ中硫源的浓度为0.1mol/L～1.1mol/L。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一②中所述的银源为碘化银、溴化银、氯化银、硝酸银或硫氰化银；所述的溶液Ⅱ中银源的浓度为0.5mol/L～2.5mol/L。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的溶液Ⅲ中银源、铋源和硫源的摩尔比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(1～2.2)。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一①中所述的有机极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和1,4-丁内酯中的一种或几种的混合液；步骤一②中所述的短链胺类溶剂为正丁胺、正戊胺、正己胺和正辛胺中的一种或几种的混合液。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中所述的较低温度为20℃～50℃；步骤二中所述的搅拌反应的搅拌速度为800r/min～2000r/min，搅拌反应的时间为10～60min。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三①中所述的高速离心的速度为4000r/min～8000r/min，高速离心的时间为5min～10min。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三②中所述的黑色沉淀物、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯的质量体积比为(1g):(5mL～20mL):(1mL～5mL)；步骤三②中所述的高速离心的速度为4000r/min～8000r/min，高速离心的时间为5min～10min。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤三③中所述的真空干燥的温度为20℃～50℃，真空干燥的时间为0.5h～1h。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、将1mmol碘化铋和2mmol N,N-二苯基硫脲溶解在5mL二甲基亚砜溶液中，得到溶液Ⅰ；
②、将0.8mmol碘化银溶于1mL正戊胺中，得到溶液Ⅱ；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ在搅拌速度为1000r/min的条件下进行搅拌反应10min，得到反应产物；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物转移至离心管中，在转速为8000r/min的条件下高速离心5min，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入二甲基亚砜溶液，再加入甲苯，混合均匀后再在转速为8000r/min的条件下高速离心5min，倒掉上清液，得到沉淀物质；
步骤三②中所述的黑色沉淀物、二甲基亚砜溶液和甲苯的质量体积比为0.35g:4mL:1mL；
③、将沉淀物质在40℃下真空干燥1h，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
实施例2：本实施例与实施例1的不同点是：步骤一②中将1mmol碘化银溶于1mL正戊胺中，得到溶液Ⅱ。其它步骤及参数与实施例1均相同。
实施例3：本实施例与实施例1的不同点是：步骤一②中将1.2mmol碘化银溶于1mL正戊胺中，得到溶液Ⅱ。其它步骤及参数与实施例1均相同。
图1为本发明一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的过程示意图；
图2为实施例1～3制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图，图中Ⅰ为实施例1制备的AgBiS2纳米晶，Ⅱ为实施例2制备的AgBiS2纳米晶，Ⅲ为实施例3制备的AgBiS2纳米晶；
从图2中可知，银源的使用量不同，可以合成制备出同种产物；图中显示实例2制备的AgBiS2纳米晶衍射峰较为尖锐，结晶性最好。在图中未观察到其他杂质峰，证实了制备的AgBiS2纳米晶具有高纯度。实施例1和实施例3合成制备的AgBiS2纳米晶衍射峰强度较弱，表明其所得产物的结晶度没有实例2得到的AgBiS2纳米晶好。
图3为实施例1～3制备的AgBiS2纳米晶的紫外可见吸收图，图中Ⅰ为实施例1制备的AgBiS2纳米晶，Ⅱ为实施例2制备的AgBiS2纳米晶，Ⅲ为实施例3制备的AgBiS2纳米晶；
从图3中可知，紫外可见吸收测试波长选择在300-1100nm范围内，曲线在750nm左右有最强吸收。
图4为实施例2制备的AgBiS2纳米晶的透射电镜图；
从图4中可知AgBiS2纳米晶具有单分散性，并能计算出AgBiS2纳米晶的平均尺寸为8.4±2.0nm。
图5为实施例2制备的AgBiS2纳米晶的元素分析图；
从图5中可知，每一个元素都有独特能量的特征峰，可以确定所合成的目标产物中存在银，铋，硫三种元素以及三种元素的含量。
实施例4：一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、1mmol氯化铋和2mmol硫代乙酰胺溶解在5mL N,N-二甲基甲酰胺中，得到溶液Ⅰ；
②、将0.8mmol氯化银溶于0.5mL正丁胺中，得到溶液Ⅱ；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ在搅拌速度为1200r/min的条件下进行搅拌反应10min，得到反应产物；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物转移至离心管中，在转速为6000r/min的条件下高速离心8min，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入甲苯，混合均匀后再在转速为6000r/min的条件下高速离心8min，倒掉上清液，得到沉淀物质；
步骤三②中所述的黑色沉淀物、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯的质量体积比为0.32g:3mL:0.5mL；
③、将沉淀物质在20℃下真空干燥30min，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
实施例5：本实施例与实施例4的不同点是：步骤一②中将0.8mmol氯化银溶于1mL正丁胺中，得到溶液Ⅱ。其它步骤及参数与实施例1均相同。
实施例6：本实施例与实施例4的不同点是：步骤一②中将0.8mmol氯化银溶于1.5mL正丁胺中，得到溶液Ⅱ。其它步骤及参数与实施例1均相同。
图6为实施例4～6制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图，图中1为实施例4制备的AgBiS2纳米晶，2为实施例5制备的AgBiS2纳米晶，3为实施例6制备的AgBiS2纳米晶；
从图6中可知短链胺的使用量不同，也可以合成制备出同种产物；图中显示实施例4制备的AgBiS2纳米晶衍射峰较为尖锐，结晶性最好；实施例5和实施例6得到的AgBiS2纳米晶衍射峰强度较弱，表明其所得产物的结晶度没有实施例得到的AgBiS2纳米晶好；在图中未观察到其他杂质峰，证实了3个实例合成制备的AgBiS2纳米晶具有高纯度。
图7为实施例4～6制备的AgBiS2纳米晶的紫外可见吸收图，图中1为实施例4制备的AgBiS2纳米晶，2为实施例5制备的AgBiS2纳米晶，3为实施例6制备的AgBiS2纳米晶；
从图7可知，紫外可见吸收测试波长在300-1100nm范围内，曲线在750nm左右有最强吸收。
图8为实施例5制备的AgBiS2纳米晶的透射电镜图；
从图8中可以看到AgBiS2纳米晶具有单分散性，计算可以得到AgBiS2纳米晶的平均尺寸为9.3±3.5nm。
图9为实施例5制备的AgBiS2纳米晶粉末数码照片图。
实施例7：一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、0.5mol溴化铋和0.9mol硫代乙酰胺溶解在1L N,N-二甲基甲酰胺中，得到溶液Ⅰ；
②、将0.5mol溴化银溶于0.2L正丁胺中，得到溶液Ⅱ；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ在搅拌速度为1500r/min的条件下进行搅拌反应30min，得到反应产物；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物分批次转移至离心管中，在转速为4000r/min的条件下高速离心10min，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入甲苯，混合均匀后再在转速为4000r/min的条件下高速离心10min，倒掉上清液，得到沉淀物质；
步骤三②中所述的黑色沉淀物、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯的质量体积比为150g:1L:0.25L；
③、将沉淀物质在30℃下真空干燥60min，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
图10为实施例7制备的AgBiS2纳米晶的X射线粉末衍射图；
从图10可知，与AgBiS2纳米晶标准PDF卡片进行比对，每个衍射峰与标准卡片均相对应，在图中未观测到任何杂质峰，说明实施例7可以合成出纯度较高的AgBiS2纳米晶。
Claims (5)
1.一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
一、配制溶液：
①、将铋源和硫源溶解在有机极性溶剂中，得到溶液Ⅰ；
步骤一①中所述的铋源为碘化铋、溴化铋或氯化铋；所述的溶液Ⅰ中铋源的浓度为0.1mol/L~0.5mol/L；
步骤一①中所述的硫源为N,N-二苯基硫脲或硫代乙酰胺；所述的溶液Ⅰ中硫源的浓度为0.1mol/L~1.1mol/L；
步骤一①中所述的有机极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或两种；
②、将银源溶于短链胺类溶剂中，得到溶液Ⅱ；
步骤一②中所述的银源为碘化银、溴化银或氯化银；所述的溶液Ⅱ中银源的浓度为0.5mol/L~2.5mol/L；
步骤一②中所述的短链胺类溶剂为正丁胺和正戊胺中的一种或两种；
二、在较低温度下，将溶液Ⅱ加入到溶液Ⅰ中，得到溶液Ⅲ；将溶液Ⅲ进行搅拌反应，得到反应产物；
步骤二中所述的较低温度为20℃~50℃；步骤二中所述的搅拌反应的搅拌速度为800r/min~2000r/min，搅拌反应的时间为10~60min；
三、洗涤干燥：
①、将反应产物转移至离心管中，高速离心，倒掉上清液，得到黑色沉淀物；
②、向黑色沉淀物中加入N,N-二甲基甲酰胺，再加入甲苯，混合均匀后再高速离心，倒掉上清液，得到沉淀物质；
③、将沉淀物质进行真空干燥，得到粒径均一的AgBiS2纳米晶。
2.根据权利要求1所述的一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，其特征在于步骤二中所述的溶液Ⅲ中银源、铋源和硫源的摩尔比为(0.8~1.2):(0.8~1.2):(1~2.2)。
3.根据权利要求1所述的一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，其特征在于步骤三①中所述的高速离心的速度为4000r/min~8000r/min，高速离心的时间为5min~10min。
4.根据权利要求1所述的一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，其特征在于步骤三②中所述的黑色沉淀物、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯的质量体积比为1g:(5mL~20mL):(1mL~5mL)；步骤三②中所述的高速离心的速度为4000 r/min~8000 r/min，高速离心的时间为5min~10min。
5.根据权利要求1所述的一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法，其特征在于步骤三③中所述的真空干燥的温度为20℃~50℃，真空干燥的时间为0.5h~1h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211506598.2A CN115893488B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211506598.2A CN115893488B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115893488A CN115893488A (zh) | 2023-04-04 |
| CN115893488B true CN115893488B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=86485752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211506598.2A Active CN115893488B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115893488B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113620342A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-09 | 浙江理工大学 | 一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法 |
| CN115231608A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-25 | 许昌学院 | 一种常温制备多元硫化物纳米晶的化学方法 |
-
2022
- 2022-11-28 CN CN202211506598.2A patent/CN115893488B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113620342A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-09 | 浙江理工大学 | 一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法 |
| CN115231608A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-25 | 许昌学院 | 一种常温制备多元硫化物纳米晶的化学方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Low-Cost RoHS Compliant Solution Processed Photovoltaics Enabled by Ambient Condition Synthesis of AgBiS2 Nanocrystals;M. Zafer Akgul等;ACS Photonics;第7卷(第3期);第1-20页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115893488A (zh) | 2023-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110354867A (zh) | 一种Zn0.2Cd0.8S/rGO光催化材料的制备方法 | |
| CN101748484B (zh) | 一种溶剂热合成纳米氧化铋单晶片的方法 | |
| CN101214990B (zh) | 一种纳米氧化锌的常温合成方法 | |
| CN112480912A (zh) | 一种钠铟基双钙钛矿纳米晶体材料及其制备和应用 | |
| CN110803711A (zh) | 一种Te掺杂A2SnCl6钙钛矿材料及其制备方法 | |
| CN102041555A (zh) | 一种CuInS2纳米晶材料的制备方法 | |
| CN107829138A (zh) | 一种基于混合阳离子的立方相有机无机钙钛矿单晶材料、制备方法及其应用 | |
| CN106479479A (zh) | 一种可逆光致变色氧化钨纳米材料及其制备方法 | |
| Shah et al. | Recent advances and emerging trends of rare-earth-ion doped spectral conversion nanomaterials in perovskite solar cells | |
| CN108675339B (zh) | 一种棒状自组装成球状的锌镉硫固溶体材料的制备方法 | |
| CN113403070A (zh) | 一种高稳定性铯铅卤钙钛矿同质结胶体量子点的制备方法 | |
| CN105174235A (zh) | 一种立方相Cu2SnTe3纳米晶体的液相制备方法 | |
| CN113845142A (zh) | 一种铯铅碘钙钛矿纳米晶及其制备方法和应用 | |
| CN115893488B (zh) | 一种低温一步合成AgBiS2纳米晶的方法 | |
| CN105837834B (zh) | 一种银碘阴离子高聚螺旋链基有机无机杂化半导体材料 | |
| Liu et al. | Alloying Bi-Doped Cs2Ag1–x Na x InCl6 Nanocrystals with K+ Cations Modulates Surface Ligands Density and Photoluminescence Efficiency | |
| CN107570180B (zh) | 一种溶剂热法制备二硫化锡/碘氧化铋复合光催化剂的方法 | |
| CN113289646A (zh) | 一种核壳结构的纳米花/纳米颗粒溴氧化铋/二氧化钛可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113620342B (zh) | 一种梭子状二硫化银铋纳米材料及其制备方法 | |
| CN110407247B (zh) | 一种红色水溶性硫化铟银量子点及其一步合成方法和应用 | |
| CN110408386A (zh) | 一种从绿光到红光变化的硫化铟银量子点及其一步合成方法和应用 | |
| CN101402466A (zh) | 一种制备单分散立方状硫化铅纳米晶的方法 | |
| CN102145915B (zh) | 一种通过控制溶剂热过程含氧量合成ZnS/CdS纳米棒的方法 | |
| CN102126708B (zh) | 一种铜铟镓硒硫纳米粉末材料的制备方法 | |
| CN109179340B (zh) | 具有纳米结构的铅基硫属化合物合金颗粒及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |