专利名称：一种硒化铅复杂微米结构的合成方法
技术领域：
一种剌棒状的硒化铅复杂微米结构的合成方法属于一种重要的半导体材料的合成领域。
背景技术：
硒化铅是典型的IV VI族半导体，禁带宽度很小，具有显著的红外电导性质，是制作近红
外区光电探测器材料，也可用于制造光敏电阻等。通常可采用布里奇曼法、化学淀积法、升 华再结晶法制备硒化铅。该方法合成的硒化铅复杂微米结构是利用有机分子——硒吩
(C4H4Se)为原料之一参与反应实现的。这为研究半导体硒化铅性质和实际用途提供了新的 合成方法和新材料。无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。
经检索，现有技术中有3项关于硒化铅的专利报道
(1)"水相W化铅纳米材料的制备力"法"(申请人中M科学院长存应币化学研究所，发明
人聂伟;毛骏;赵娜娜滞燕迪;李海东;姬相玲；申请号200510119122.3)，该发明报道一种 采用醋酸铅和硒脲分别为铅源和硒源，以疏基乙酸、疏基丙酸、半胱氨酸、硫甘油、疏基乙 醇等为包覆剂，通过在6(TC 180'C条件下反应15分钟 90分钟，得到一种水相硒化铅纳米材 料。该水相硒化铅纳米材料的形貌有纳米颗粒、纳米棒、纳米线，且尺寸可控。本发明的条 件温和，制备成本低廉，合成路线简单，环境污染小，更有利于未来大规模的工业化生产及 理论上的研究。
(2) "纳米级银和锑或银和铋掺杂的硒化铅及其制备方法"(申请人同济大学，发明 人蔡克峰;雷强;张留成；申请号200410099005.0)，该发明报道一种硒化铅为基的热电 材料及其制备方法。本发明中所述的纳米级银和锑或银和铋掺杂的硒化热铅电材料是指 AgnPbMnSe1+2n， M为Sb或Bi， (XnS0.2。本发明所制备的新的硒化铅热电材料粒度细、纯 度高，使用的原料便宜易得，工艺简单。
(3) "纳米硒化铅的电子束辐照合成方法"(申请人上海大学，发明人吴明红;赵兵; 焦正;王昊博;李珍;孙昱飞；申请号200710041190.1)，该发明报道一种一种纳米硒化铅的 电子束辐照合成方法制备黑色纳米硒化铅颗粒,属于辐射化学和纳米半导体材料制备工艺技 术领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便制备刺棒状的硒化铅复杂微米结构的溶剂热合成方法。 本发明合成方法中所用原料易得，工艺简便。
本发明提出的一种硒化铅复杂微米结构的合成方法，其特征在于该方法按如下步骤进
行
(1) 以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(QH4Se)、苯胺(C6HsNH2)为原料，在室温下，配制包 括硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2] 浓度范围为0.5 4毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度范围为0.5~1毫摩尔/40毫升；
(2) 将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240。C 260。C温 度下加热5 24小时；
(3) 将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh,去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。
图l(a)为实施例1的扫描电子显微镜照片，图l(b)为实施例1的X-射线衍射图。 图2(a)为实施例2的扫描电子显微镜照片，图2(b)为实施例2的X-射线衍射图。 图3(a)为实施例3的扫描电子显微镜照片，图3(b)为实施例3的X-射线衍射图。 图4(a)为实施例4的扫描电子显微镜照片，图4(b)为实施例4的X-射线衍射图。 图5(a)为实施例5的扫描电子显微镜照片，图5(b)为实施例5的X-射线衍射图。 图6(a)为实施例6的扫描电子显微镜照片，图6(b)为实施例6的X-射线衍射图。 图7(a)为实施例7的扫描电子显微镜照片，图7(b)为实施例7的X-射线衍射图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例对本发明进一步加以说明。 实施例1:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺((:6115> 12)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为0.5毫摩尔/40毫升，硒吩(QH4Se)浓度为0.5毫摩尔/40毫升。
——^^所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热10小时。
——^将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh，去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约l-3pm，其二级 结构的棒直径200-500nm;由X-射线分析为纯的硒化铅。
实施例2:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为1毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热IO小时。
——将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗漆，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh,去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约0.7-3txm,其二 级结构的棒直径由X-射线分析为纯的硒化铅。
实施例3:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺((:必5^12)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(QH4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为2毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热10小时。
——将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HCl处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh，去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约l-2pm,其二级 结构的棒直径0.2-lpm;由X-射线分析为纯的硒化铅。
实施例4:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)为原料，在室温卜，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03;)2]浓度为4毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热10小时。
——将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh，去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约几百纳米-3nm,其 二级结构的棒直径几百纳米0.4-1.5pm;由X-射线分析为纯的硒化铅。
实施例5:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺((3611^152)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为1毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热5小时。
—一将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h,去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh，去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约l-3ttm，其二级 结构的棒直径几百纳米0.4-1.5pm;由X-射线分析为纯的硒化铅。
实施例6:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(M)3)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为1毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240°C温度下加 热24小时。
——将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh,去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行干燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约2-4pm，其二级 结构的棒直径几百纳米100nm;由X-射线分析为纯的硒化铅。实施例7:
——以硝酸铅[Pb(N03)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺(<:6115>^2)为原料，在室温下，配制包括 硝酸铅[Pb(N03)2]、晒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(N03)2]浓 度为1毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度为1毫摩尔/40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在260°C温度下加 热10小时。
——将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤两个循环；然后 再用1M HC1处理0.5h，去离子水洗三次；接着用浓碱(20MNaOH)处理lh，去离子水洗 四次；最后再用无水乙醇洗一次。之后将收集到的样品然后放入干燥箱(60°C)中进行千燥 6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。由扫描电镜观察大多为刺棒结构，长约l-3)am，其二级 结构的棒直径几百纳米300-700 nm;由X-射线分析为纯的硒化铅。
权利要求
1、一种硒化铅复杂微米结构的合成方法，其特征在于该方法按如下步骤进行(1)以硝酸铅[Pb(NO3)2]、硒吩(C4H4Se)、苯胺(C6H5NH2)为原料，在室温下，配制包括硝酸铅[Pb(NO3)2]、硒吩(C4H4Se)的苯胺混合液，作为反应起始液，其中硝酸铅[Pb(NO3)2]浓度范围为0.5～4毫摩尔/40毫升，硒吩(C4H4Se)浓度范围为0.5～1毫摩尔/40毫升；(2)将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240℃～260℃温度下加热5～24小时；(3)将反应后得到的沉淀物首先用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤；然后再用1M HCl处理0.5h，去离子水洗；接着用浓碱(20M NaOH)处理1h，去离子水洗；最后再用无水乙醇洗；之后将收集到的样品然后放入干燥箱中进行干燥6小时，即得到硒化铅复杂微米结构。
全文摘要
本发明涉及一种刺棒状的硒化铅复杂微米结构的合成方法，属于半导体纳米材料制备领域。该方法是以硝酸铅、硒吩、苯胺为原料，在室温下，配制包括硝酸铅、硒吩的苯胺的混合液，作为反应起始液。将该反应起始液放置一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在240～260℃温度下加热5～24小时，即可得到刺棒状的硒化铅复杂微米结构。该方法合成的硒化铅微米结构是利用有机分子——硒吩为原料之一参与反应实现的。这为研究半导体硒化铅性质和实际用途提供了新的合成方法和新材料。无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。
文档编号C01B19/00GK101597033SQ20091008694
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者刘开宇, 曹化强, 肖育江 申请人:清华大学