均相合成纳米硫化亚铜及工艺的响应面法优化
2016-02-13赵策,王宇
化工技术与开发 2016年5期
赵 策,王 宇
(西陇科学股份有限公司,广东 汕头 515064)
均相合成纳米硫化亚铜及工艺的响应面法优化
赵 策,王 宇
(西陇科学股份有限公司,广东 汕头 515064)
采用均相法合成纳米硫化亚铜(Cu2S),通过XRD、SEM对Cu2S进行了表征分析。结果显示,合成的Cu2S晶粒结晶度好,粒径小且均一。采用单因素结合响应面法,以产率为评价指标,探讨了铜盐比、反应温度及反应时间对均相合成硫化亚铜产率的影响。采用二次回归方程模型,预测均相合成硫化亚铜产率最高(99.862%)时,各因子的最优值分别为:铜盐比0.46,反应温度92.60℃,反应时间为6h。验证实验误差小于3%,表明该模型与实际情况拟合良好。
均相法;纳米;硫化亚铜;响应面法
自德国科学家格雷特[1]在20世纪80年代初提出纳米结晶材料概念以来,无机半导体纳米材料因具有独特的光、电、磁等性能,在电子、能量转化、光学等领域扮演着重要角色,一直是科学家们争相研究的热点[2-3]。硫化亚铜(Cu2S)为窄禁带(Eg=1.20~1.24eV)的p型半导体材料[4],化学和热稳定性好,是一种良好的光电材料,已在太阳能电池、光电子切片、生物传感器等方面有实际使用,应用潜力巨大,成为该领域研究热点[5-7]。
纳米材料的性能与粒子的结晶度、大小和形貌密切相关[8],因此,在合成纳米Cu2S粒子时,有效控制其结晶度、大小和形貌就显得十分重要。Cu2S纳米材料常用的合成方法主要有高温有机溶剂法[9]、两相水油界面法[10]以及离子交换法等[11],这些合成方法工艺相对复杂,设备要求高。本文通过均相法合成纳米Cu2S,工艺实施简单方便,合成的Cu2S晶粒结晶度好,粒径小且均一。……
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