一种超声辅助微波可控制备Cu₂ZnSnS₄纳米颗粒的方法

摘要

本发明涉及一种超声辅助微波可控制备Cu2ZnSnS4纳米颗粒的方法，属于无机材料领域。本发明在优化反应溶液配方、微波功率和时间的基础上，通过调节超声功率来实现对Cu2ZnSnS4纳米颗粒的可控制备。因为纳米颗粒的形状及尺寸对其性能具有很大的影响，不同形状及尺寸的Cu2ZnSnS4纳米颗粒有着不同的应用价值。粒径小于10nm的颗粒即为Cu2ZnSnS4量子点具有较好的发光性能，粒径稍大的纳米颗粒可以配制成墨水用作制备Cu2ZnSnS4薄膜用于太阳电池的吸收层，粒径达到准微米级的Cu2ZnSnS4颗粒可用作锂离子电池的阳极材料。因此，可控制备Cu2ZnSnS4纳米颗粒是极为重要的。本发明通过廉价且易于实现的方法成功制备出不同粒径以及不同形状的Cu2ZnSnS4颗粒。

主权项

铜锌锡硫颗粒的可控制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1).首先是溶液的配制；将不同浓度的铜盐、锡盐、锌盐、硫源以及表面活性剂加入到有机溶剂中，用磁力搅拌器搅拌均匀使其充分溶解得到澄清溶液。其中所述的二价铜盐浓度为0.02M‑0.08M，二价锡盐浓度为0.02M‑0.04M，二价锌盐浓度为0.02M‑0.04M，硫离子的浓度为0.08M‑0.2M，表面活性剂的浓度为0‑1M或0‑0.02g/mL；(2).将步骤(1)获得的溶液放入到微波炉中；微波功率为100‑800W，微波反应时间为5‑60min，反应温度为100‑200℃，辅助超声输出功率为10‑900W，获得Cu2ZnSnS4纳米颗粒溶液，；(3).将步骤(2)得到的纳米颗粒用离心机从溶液中分离出来，离心速度为3000‑10000r/min，时间为5‑30min，再用超纯水和乙醇多次清洗，最终得到Cu2ZnSnS4纳米颗粒。