牛一凡杨赢　杨文韬

水热法合成一维硒纳米材料及其力学性能分析

牛一凡＊杨赢杨文韬

(中国民航大学中欧航空工程师学院，天津300300)

采用环境友好的一步水热法，以GeSe4玻璃为原料，水溶液为反应介质，在80℃合成三方相硒(t-Se)一维纳米结构。用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等手段表征了一维Se纳米纤维的形貌和结构。结果表明，合成的Se纤维沿t-Se的[001]方向生长，截面为六边形。反应144 h后，纤维长度达到毫米级，平均直径为1～5μm。对合成的Se纤维进行纳米压痕实验，测得其硬度和弹性模量分别为(399.5±20.4)MPa和(1.13±0.05)GPa。在pH=12.0的NaOH溶液(80℃)中，Se纳米纤维生长速度高于酸性(pH=3.3)和中性(pH=6.3)介质，反应24 h后，纤维平均长度和直径达到344和1.12μm。

三方相硒；纳米纤维；水热法；纳米力学性能

一维纳米结构材料由于其独特的光学、电学和光电功能特性，受到广泛关注和研究，并在精密仪器、电子、航空航天等领域得到广泛应用[1-4]。硒元素是一种重要的半导体元素，具有优异的单向导电性和光电特性[5]。在纳米结构中，三方相硒(t-Se)具有较好的光电导性(电导率约为8×104S·cm-1)、压电性能和导热性。t-Se纳米结构可用于制备金属或半导体空心纳米结构模板、光电器件和半导体原件，具有良好的应用前景[6-8]。因此，一维t-Se纳米结构的合成成为当前研究的热点。

近年来，文献已报道多种制备Se纳米颗粒和纤维的方法，如加热回流法[9]、溶剂(水)热法[10-11]、模板法[12]、超声化学法[13-14]、微波辅助合成法[15]等。虽然上述方法能够较好地控制Se一维纳米结构的生长，但工艺较为复杂，需要较先进的设备、模板或苛刻的反应条件，并生成带有污染性的副产物。……