二水硒化铜的应用

概述^[1]

二水硒化铜纳米晶因为其组成多样性且能广泛应用于光学滤光片、太阳能电池和超离子导体等领域而成为学术界的研究热点之一。目前，已有多种方法用于制备铜硒化合物，例如，Hsu等人以为前驱物首先采用化学气相沉积法制备出二水硒化铜薄膜作为纳米线形成的衬底，再在热分解的作用下，通过Cu粒子作为催化剂的VLS机制，前驱物底上生成了Cu2-xSe纳米线。制备的纳米线的直径为30-50nm，长度达几微米。

应用^[3]

二水硒化铜作为一种重要的半导体材料，被广泛地应用于电子标签天线、太阳能电池、柔性显示、电磁屏蔽薄膜和光电探测器等领域。此外二水硒化铜作为一种重要的P型半导体材料，表现出较好的导电性，更是引起众多科研工作者浓厚的兴趣。目前二水硒化铜材料的制备主要有化学沉积法、溶胶凝胶法、固态源后硒化法、界面生长法和微波辐射法等，这些方法存在需要较长的反应时间、较高的温度、压力以及特殊的反应装置等缺点。

硒化铜导电墨水

在10ml的微波反应管中，分别加入10 mg的一水合醋酸铜、5.5 mg的二氧化硒和5 mL油胺（摩尔比为1：1），配制成5ml的油胺溶液，体系在室温条件下搅拌过夜；将微波反应管移至微波反应器内，设定微波参数---反应温度为180℃，反应时间为1小时，微波功率为100W。反应结束后，依次用乙醇和氯仿洗涤，离心富集获得均一的硒化铜纳米片。将富集的二水硒化铜纳米片用吡啶处理，然后分散于氯仿溶剂中。

SEM照片表明二水硒化铜纳米片呈六边形，其尺寸在（200-500nm）×（400-800nm）。XRD谱图中基本的峰位都归属为六方晶系（klockmannite phase）硒化铜的衍射峰。图3的I-V特性曲线表明硒化铜导电薄膜具有良好的导电特性---在0.5 V偏压条件下，其电流值达到0.06 A。

制备^[2]

方法一：

将亚硒酸氢钾的溶液加入到硫酸铜的溶液中，即生成绿黄色的无定形沉淀，将沉淀同母液一起放置一段时间，即转变为四方棱柱形结晶，这种结晶就是二水硒化铜。

方法二：

制备二水硒化铜的方法是用亚硒酸钾同硫酸铜反应，随后将生成的沉淀同水一起放在密封的管子中在130～200℃下加热。

方法三：

将34mg的二水合氯化铜、22mg的二氧化硒和7.5mg九水合硝酸铝（以摩尔比计，二水合氯化铜：二氧化硒：九水合硝酸铝=1:1:0.4），配制成20mL的苯甲醇溶液，所述溶液在室温条件下搅拌12h，将溶液置于50ml的反应釜中，移至烘箱进行水热反应，设定反应温度为180℃，反应时间为6h。水热反应结束后，用吡啶对产物进行洗涤，室温干燥获得片状二水硒化铜。

方法四：

一、将0.16～0.20g的Cu(CH3COO)2·H2O、0.08～0.12g的Na2SeO3、0.3～0.5g的酒石酸钠溶于40mL甲酰胺中，然后置于磁力搅拌器上以4000～8000r/min的搅拌速度搅拌8～20min，得到混合溶液A；

二、将0.3～1.0g的KOH加入到10mL甲酰胺中，搅拌至溶解，得溶液B；

三、将溶液B加入到混合溶液A中，然后滴加0.2～2.0mL水合肼混合搅拌均匀，得混合溶液C；

四、将混合溶液C加入到三口烧瓶中，放入微波反应器中，然后在温度为160～190℃的条件下微波辐射处理10～20min，自然冷却至室温，得Cu2-xSe纳米线前驱体；

五、将Cu2-xSe纳米线前驱体离心，然后洗涤3～6次，再在温度为60℃的条件下真空干燥5～10h，即得二水硒化铜；

其中步骤四中所述微波辐射的功率为300～800W；

步骤五中所述洗涤的顺序是先用去离子水洗涤再用无水乙醇洗涤。

本方法是采用微波辅助法合成Cu2-xSe纳米线粉体。微波的介电加热是一种非经典能量，微波将能量和反应物中的分子直接耦合，有效地实现内部体加热，在全部液相中温度一致。在合成工艺中能明显地减少反应时间、增加产量和提高产品纯度或材料性质。

主要参考资料

[1] 刘永强. . 一种片状硒化铜及其制备方法. CN106800279A.

[2] 赵淑贤, & 杜虹. . 相态可控硒化铜纳米粒子的超声合成. 新疆师范大学学报(自然科学版)(4), 30-33+101.

[3] 赵彦星. (2015). 硒化铜膜与二氧化钛纳米管阵列的制备及性质研究. (Doctoral dissertation, 天津理工大学).