硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用，制备方法是：机械剥离硫化亚锡材料，产物厚度50‑100 nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；滴加氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2‑5 min,氮气吹走多余的液体，120‑150℃反应时间2‑5；反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向性组装，所得金纳米颗粒尺寸几十纳米，结晶性好，在光电探测器件、生物传感等领域具有广泛重要的应用前景。

Stannous sulfide / gold nanoparticle composites and their preparation methods and Applications

The invention discloses a tin sulfide / gold nanoparticles composite and its preparation method and application, preparation method is: mechanical stripping tin sulfide material, product thickness of 50 100 nm, the size of several to more than ten micrometers, standby after annealing in argon atmosphere; tin sulfide surface gold acid solution chlorination mechanical stripping, deposition of 2 5 min, nitrogen blowing away the excess liquid, 120 150 DEG C, the reaction time of 2 5; after the reaction, the rapid removal of samples, obtained gold nanoparticles self in tin sulfide to assemble gold nano particle size from tens of nanometers, with good crystallinity, application widely important in photoelectric detection devices, biosensors and other fields.

【技术实现步骤摘要】
硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及的是一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，属于纳米材料制备领域。
技术介绍
硫化亚锡是性能优良的P型半导体，在很多领域具有广泛的应用，可用作晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等。不同于诸如石墨烯等零隙半导体的是，硫化亚锡有带隙，且为间接带隙，并且其带隙和原子层数有重要的联系，层数越薄带隙越大。也不同于过度金属二维材料如二硫化钼，硫化亚锡从块体到单层都是间接带隙。但目前硫化亚锡和金纳米颗粒的复合物制备方法还鲜有报道。金纳米颗粒的合成一般采用溶液化学还原的方法，如用乙二醇或是硼氢化钠等作为还原剂，但是该方法不能使得金纳米颗粒在衬底材料上有序组装。因此开发一种简单有效的方法原位生长金纳米颗粒/硫化亚锡复合物就显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供硫化亚锡/金纳米颗粒复合物及其制备方法和应用，工艺简单，获得的金纳米颗粒的粒径范围是几纳米到几十纳米，结晶性好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：硫化亚锡/金纳米颗粒复合物，金纳米颗粒颗粒在硫化亚锡表面具有取向性排列，金纳米颗粒尺寸在15-25纳米。硫化亚锡/金纳米颗粒复合物的制备方法，步骤如下：（1）机械剥离硫化亚锡材料，产物厚度50-100nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用。（2）滴加氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2-5min,氮气吹走多余的液体，置于烘箱中加热反应。氯金酸水溶液的浓度为10%-26%，滴加量为1-3µL；反应温度为120-150℃、反应时间2-5min。（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向组装。得到金纳米颗粒在硫化亚锡自取向组装，金纳米颗粒大约几十纳米，结晶性好，该复合物在光电探测领域应用广泛。本专利技术的原理说明如下：Au3+/Au0的还原电势大约为5.5eV(相对于真空而言)，而硫化亚锡的导带小于5.5eV，因此电子会从硫化亚锡转移到Au3+上，使得Au3+原位还原成Au0。本专利技术具有以下优点：（1）得到的产物金纳米颗粒粒径为几纳米到几十纳米，结晶性好，稳定性高；（2）工艺简单，而且成本低廉，时间较短，环境友好；（3）该方法制备的硫化亚锡/金纳米颗粒复合物性能优越，在光电探测器件、生物传感等领域具有广泛重要的应用前景。附图说明图1为实施例1机械剥离的硫化亚锡样品的光学显微镜照片，从照片中可以看出该样品大小大约几个微米，厚度魏50-100nm。图2为实施例1机械剥离的硫化亚锡样品的Raman图，曲线中出现了硫化亚锡的主要拉曼峰，同时还说明机械剥离所得硫化亚锡的结晶性良好。图3为实施例1制备得到的硫化亚锡/金纳米颗粒复合物的扫描电镜图，可知金纳米颗粒为几纳米到几十纳米，结晶性好，稳定性高，同时颗粒在硫化亚锡表面具有一定的取向排列。具体实施方式以下将结合实施例和附图具体说明本申请的技术方案。硫化亚锡样品的剥离方法，参见文献（K.S.Novoselov,etalScience,2004,306:666-669）。实施例1一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：（1）机械剥离得到硫化亚锡，其厚度大约70nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；（2）将氯金酸粉末溶解到水中，得到26%的氯金酸水溶液，滴加2µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为150℃、反应时间5min；（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约15-25纳米，结晶性好。实施例2一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：（1）机械剥离得到硫化亚锡材料，其厚度大约85nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；（2）将氯金酸粉末溶解到水中，稀释得到13%的氯金酸水溶液，滴加3µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积3min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为120℃、反应时间5min；（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约10-15纳米，结晶性好。实施例3一种硫化亚锡诱导生长金纳米颗粒的自组装方法，步骤如下：（1）机械剥离得到硫化亚锡材料，其厚度大约100nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；（2）将氯金酸粉末溶解到水中，稀释得到19%的氯金酸水溶液，滴加2µm的氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积4min,氮气吹走多余的液体，随后烘箱中反应温度为130℃、反应时间3min；（3）反应结束后，快速取出样品，得到金纳米颗粒在硫化亚锡自组装，金纳米颗粒大约8-12纳米，结晶性好。实施例4实施例1所得复合物在光电探测领域应用案例硫化亚锡自组装金纳米颗粒复合物可以应用于光电探测领域，将该复合物作为光电导型器件制作的材料，当光照波长和表面的金纳米颗粒耦合成表面等离子基元时，金纳米颗粒的表面电子会部分注入硫化亚锡表面，与硫化亚锡表面导电的空穴复合，抑制了光电流，因此，通过调控金纳米颗粒的大小调节和光耦合波长，就可以构建对光的波长探测器件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫化亚锡/金纳米颗粒复合物，其特征在于，金纳米颗粒颗粒在硫化亚锡表面具有取向性排列，金纳米颗粒尺寸在15‑25纳米。

【技术特征摘要】
1.硫化亚锡/金纳米颗粒复合物，其特征在于，金纳米颗粒颗粒在硫化亚锡表面具有取向性排列，金纳米颗粒尺寸在15-25纳米。2.权利要求1所述的硫化亚锡/金纳米颗粒复合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）机械剥离硫化亚锡材料，产物厚度50-100nm,大小几微米到十几微米，氩气气氛中退火后备用；（2）滴加氯金酸水溶液到机械剥离的硫化亚锡表面，沉积2-5min,氮气吹走多余的液体，置于烘箱中加热反应；（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏善成，宋海增，徐欣，王俊，吴建盛，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32