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一种制备金-硫化银-磷酸铅异质结纳米薄膜的方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2019-05-23

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2019-09-20

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2021-01-15

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2039-05-23

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201910431722.5	申请日	2019-05-23
公开/公告号	CN110176389B	公开/公告日	2021-01-15
授权日	2021-01-15	预估到期日	2039-05-23
申请年	2019年	公开/公告年	2021年
缴费截止日
分类号	H01L21/02 、H01L31/0336 、B82Y10/00 、B82Y15/00 、B82Y30/00	主分类号	H01L21/02
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	1
权利要求数量	2	非专利引证数量	0
引用专利数量	3	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利	CN105499596A、CN109355673A、JP2008056511A	被引证专利
专利权维持	3	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	桂林理工大学	第一申请人	桂林理工大学
专利权人	桂林理工大学	当前专利权人	桂林理工大学
发明人	潘宏程、李向葵、陈雯	第一发明人	潘宏程
地址	广西壮族自治区桂林市建干路12号	邮编	541004
申请人数量	1	发明人数量	3
申请人所在省	广西壮族自治区	申请人所在市	广西壮族自治区桂林市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

摘要

本发明公开了一种制备金‑硫化银‑磷酸铅异质结纳米薄膜的方法。其方法步骤：先利用循环伏安法将PbS沉积在电极表面，然后将电极置于Ag2S的生长液中，于于60℃恒温水浴锅中反应24h后，电极表面即可同时生长出Ag2S‑Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜。随后将Ag2S‑Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜置于置于HAuCl4的溶液中，于60℃恒温水浴锅中反应6h，电极表面即可生成Au‑Ag2S‑Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜。本发明方法成本制备过程简单，且制得的Au‑Ag2S‑Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜附着力强，薄膜中金具有纳米尺寸，具有一定的生物分析应用价值。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2021-01-15	授权
2	2019-09-20	实质审查的生效	IPC(主分类): H01L 21/02 专利申请号: 201910431722.5 申请日: 2019.05.23
3	2019-08-27	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种制备金-硫化银-磷酸铅异质结纳米薄膜的方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将事先裁好的ITO导电玻璃电极，分别经由分析纯丙酮、分析纯乙醇和二次水超声清洗5 min，干燥后用万能表测出导电面待用；
（2）依次量取1 mL浓度为0.2 mol/L Pb(NO3)2、1 mL浓度为0.2 mol/L EDTA、3.5 mL浓度为0.3 mol/L Na2S2O3和4 mL浓度为1.25 mol/L Na2SO4溶液置于20 mL烧杯中均匀混合，制得电沉积PbS薄膜的底液；
（3）在步骤（2）中制得的电沉积PbS薄膜的底液中建立三电极体系，其中，工作电极为步骤（1）中制得的导电玻璃电极，对电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，用循环伏安法进行电沉积，电位扫描范围为-1.0 V 0 V，扫描速度为0.05 V/s，扫描段数为40 120，电~ ~
沉积结束后，将电极取出并用二次水冲洗干净，空气烘干后即可得到PbS薄膜；
（4）将步骤（3）制得的PbS薄膜置于250℃管式炉，氮气氛围中加热1 h，待管式炉冷却后将PbS薄膜取出；
（5）于20 mL的玻璃瓶中依次加入700 μL浓度为 0.02 mol/L的Na2HPO4溶液，80 μL浓度为0.01 mol/L的AgNO3溶液，100 μL质量分数为1%的十二烷基苯磺酸钠溶液，7 mL二次水，制得生长Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤（4）中制得的PbS薄膜正面朝上放入生长溶液中，于60℃恒温水浴中反应24 h后取出PbS薄膜，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜；
（6）于20 mL的玻璃瓶中依次加入300 μL浓度为0.2 mol/L、pH为6的HAc-NaAc缓冲溶液，15 μL 100 μL质量分数为 1% 的氯金酸溶液，80 μL浓度为0.2 mol/L的十六烷基三~
甲基氯化铵溶液，7 mL二次水，制得生长Au-Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤（5）中制得的Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜置正面朝上放入该生长液中，于60 ℃恒温水浴反应0.5 h ~ 24 h后取出，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中的ITO导电玻璃为掺杂氧化铟锡的玻璃电极。

说明书

技术领域

[0001] 本发明纳米薄膜材料领域及电化学领域，特别涉及一种制备Au-Ag2S-Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜的方法。

背景技术

[0002] “异质结”是指两种或两种以上半导体相接触所形成的界面区域。随着科学技术的发展，半导体材料和纳米技术的结合越来越密切，纳米异质结具有纳米材料的表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等性质，与传统固体材料相比具有很多优点。

[0003] Ag2S是一种n型质结禁带半导体材料，Ag2S具有良好的光电和热电效应，因而被广泛地应用于发光材料、红外光谱检测器和光纤维通讯等领域。Au纳米材料具有生物亲和性和相容性好的特点，被广泛应用于生物传感领域，然而传统的Au纳米材料制备条件较为苛刻，合成过程繁琐，因而寻找简便快捷的Au纳米材料合成方法有助于生物分析领域的研究进展。同时，将Ag2S和Au纳米材料相结合的复合材料，不仅能保留半导体的优异光电性能，还能提升材料的生物分析性能，扩大异质结材料的应用范围。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种制备Au-Ag2S-Pb3(PO4)2异质结纳米薄膜的方法。

[0005] 具体步骤为：

[0006] (1)将事先裁好的ITO导电玻璃电极，分别经由分析纯丙酮、分析纯乙醇和二次水超声清洗5min，干燥后用万能表测出导电面待用。

[0007] (2)依次量取1mL浓度为0.2mol/L Pb(NO3)2、1mL浓度为0.2mol/L EDTA、3.5mL浓度为0.3mol/L Na2S2O3和4mL浓度为1.25mol/L Na2SO4溶液置于20mL烧杯中均匀混合，制得电沉积PbS薄膜的底液。

[0008] (3)在步骤(2)中制得的电沉积PbS薄膜的底液中建立三电极体系，其中，工作电极为步骤(1)中制得的导电玻璃电极，对电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，用循环伏安法进行电沉积，电位扫描范围为-1.0V～0V，扫描速度为0.05V/s，扫描段数为40～120。电沉积结束后，将电极取出并用二次水冲洗干净，空气烘干后即可得到PbS薄膜。

[0009] (4)将步骤(3)制得的PbS薄膜置于250℃管式炉，氮气氛围中加热1h，待管式炉等却后将PbS薄膜取出。

[0010] (5)于20mL的玻璃瓶中依次加入700μL浓度为0.02mol/L的Na2HPO4溶液，80μL浓度为0.01mol/L的AgNO3溶液，100μL质量分数为1％的十二烷基苯磺酸钠溶液，7mL二次水，制得生长Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤(4)中制得的PbS薄膜正面朝上放入生长溶液中，于60℃恒温水浴中反应24h后取出PbS薄膜，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜。

[0011] (6)于20mL的玻璃瓶中依次加入300μL浓度为0.2mol/L、pH为6的HAc-NaAc缓冲溶液，15μL～100μL质量分数为1％的氯金酸溶液，80μL浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化铵溶液，7mL二次水，制得生长Au-Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤(4)中制得的Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜置正面朝上放入该生长液中，于60℃恒温水浴反应0.5h～24h后取出，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜。

[0012] 所述步骤(1)中的ITO导电玻璃为掺杂氧化铟锡的玻璃电极。

[0013] 本发明方法的优点如下：

[0014] (1)本发明方法制得的Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜综合了无机材料、半导体材料和纳米材料的优良特性，在光电化学、生物分析以及环保等领域中展现出广阔的应用前景。

[0015] (2)本发明方法制备过程简单，试剂消耗量小，成本低，易于大规模生产。

实施方案

[0018] 实施例1

[0019] 本实施例用于说明本发明制备的Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜的合成方法及形貌、组成分析。

[0020] (1)将事先裁好的1cm×3cm的ITO导电玻璃电极，分别经由分析纯丙酮、分析纯乙醇和二次水超声清洗5min，干燥后用万能表测出导电面待用。

[0021] (2)依次量取1mL浓度为0.2mol/L Pb(NO3)2溶液、1mL浓度为0.2mol/L EDTA溶液、3.5mL浓度为0.3mol/L Na2S2O3溶液和4mL 1.25mol/L Na2SO4溶液置于20mL烧杯中均匀混合，制得电沉积PbS薄膜的底液。

[0022] (3)在步骤(2)中制得的电沉积PbS薄膜的底液中建立三电极体系，其中，工作电极为步骤(1)中制得的导电玻璃电极，对电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，用循环伏安法进行电沉积，电位扫描范围为-1.0V～0V，扫描速度为0.05V/s，扫描段数为100。电沉积结束后，将电极取出并用二次水冲洗干净，空气烘干后即可得到PbS薄膜。

[0023] (4)将步骤(3)制得的PbS薄膜置于250℃管式炉，氮气氛围中加热1h，待管式炉等却后将PbS薄膜取出。

[0024] (5)于20mL的玻璃瓶中依次加入700μL浓度为0.02mol/L的Na2HPO4溶液，80μL浓度为0.01mol/L的AgNO3溶液，100μL质量分数为1％的十二烷基苯磺酸钠溶液，7mL二次水，制得生长Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液。将步骤(4)中制得的PbS薄膜正面朝上放入生长溶液中，于60℃恒温水浴中反应24h后取出PbS薄膜，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜。

[0025] (6)于20mL的玻璃瓶中依次加入300μL浓度为0.2mol/L、pH为6的HAc-NaAc缓冲溶液，25μL质量分数为1％的氯金酸溶液，80μL浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化铵溶液，7mL二次水，制得生长Au-Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤(4)中制得的Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜置正面朝上放入该生长液中，于60℃恒温水浴反应3h后取出，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜。

[0026] 图1为本实施例中所得Au-Ag2Se-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜的扫描电子纤维镜(SEM)照片，由图1可见Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜微观上呈现出由粗细均匀的棒状形成的网状结构。

[0027] 图2为本实施例中所得Au-Ag2Se-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜的X射线衍射(XRD)图谱，由图2可见该薄膜中含有Au、Ag2S和Pb3(PO4)2。

[0028] 实施例2

[0029] (1)将事先裁好的1cm×3cm的ITO导电玻璃电极，分别经由分析纯丙酮、分析纯乙醇和二次水超声清洗5min，干燥后用万能表测出导电面待用。

[0030] (2)依次量取1mL浓度为0.2mol/L Pb(NO3)2溶液、1mL浓度为0.2mol/L EDTA溶液、3.5mL浓度为0.3mol/L Na2S2O3溶液和4mL浓度为1.25mol/L Na2SO4溶液置于20mL烧杯中均匀混合，制得电沉积PbS薄膜的底液。

[0031] (3)在步骤(2)中制得的电沉积PbS薄膜的底液中建立三电极体系，其中，工作电极为步骤(1)中制得的导电玻璃电极，对电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，用循环伏安法进行电沉积，电位扫描范围为-1.0V～0V，扫描速度为0.05V/s，扫描段数为40。电沉积结束后，将电极取出并用二次水冲洗干净，空气烘干后即可得到PbS薄膜。

[0032] (4)将步骤(3)制得的PbS薄膜置于250℃管式炉，氮气氛围中加热1h，待管式炉等却后将PbS薄膜取出。

[0033] (5)于20mL的玻璃瓶中依次加入700μL浓度为0.02mol/L的Na2HPO4溶液，80μL浓度为0.01mol/L的AgNO3溶液，100μL质量分数为1％的十二烷基苯磺酸钠溶液，7mL二次水，制得生长Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液。将步骤(4)中制得的PbS薄膜正面朝上放入生长溶液中，于60℃恒温水浴中反应24h后取出PbS薄膜，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜。

[0034] (6)于20mL的玻璃瓶中依次加入300μL浓度为0.2mol/L、pH为6的HAc-NaAc缓冲溶液，25μL质量分数为1％的氯金酸溶液，80μL浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化铵溶液，7mL二次水，制得生长Au-Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤(4)中制得的Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜置正面朝上放入该生长液中，于60℃恒温水浴反应0.5h后取出，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜。

[0035] 实施例3

[0036] (1)将事先裁好的1cm×3cm的ITO导电玻璃电极，分别经由分析纯丙酮、分析纯乙醇和二次水超声清洗5min，干燥后用万能表测出导电面待用。

[0037] (2)依次量取1mL浓度为0.2mol/L Pb(NO3)2溶液、1mL浓度为0.2mol/L EDTA溶液、3.5mL浓度为0.3mol/L Na2S2O3溶液和4mL浓度为1.25mol/L Na2SO4溶液置于20mL烧杯中均匀混合，制得电沉积PbS薄膜的底液。

[0038] (3)在步骤(2)中制得的电沉积PbS薄膜的底液中建立三电极体系，其中，工作电极为步骤(1)中制得的导电玻璃电极，对电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，用循环伏安法进行电沉积，电位扫描范围为-1.0V～0V，扫描速度为0.05V/s，扫描段数为120，电沉积结束后，将电极取出并用二次水冲洗干净，空气烘干后即可得到PbS薄膜。

[0039] (4)将步骤(3)制得的PbS薄膜置于250℃管式炉，氮气氛围中加热1h，待管式炉等却后将PbS薄膜取出。

[0040] (5)于20mL的玻璃瓶中依次加入700μL浓度为0.02mol/L的Na2HPO4溶液，80μL浓度为0.01mol/L的AgNO3溶液，100μL质量分数为1％的十二烷基苯磺酸钠溶液，7mL二次水，制得生长Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液。将步骤(4)中制得的PbS薄膜正面朝上放入生长溶液中，于60℃恒温水浴中反应24h后取出PbS薄膜，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜。

[0041] (6)于20mL的玻璃瓶中依次加入300μL浓度为0.2mol/L、pH为6的HAc-NaAc缓冲溶液，25μL质量分数为1％的氯金酸溶液，80μL浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基氯化铵溶液，7mL二次水，制得生长Au-Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜的生长液，将步骤(4)中制得的Ag2S-Pb3(PO4)2薄膜置正面朝上放入该生长液中，于60℃恒温水浴反应24h后取出，以二次水冲洗干净，烘干即可得到Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜。

[0042] 以上仅是本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。

附图说明

[0016] 图1是本发明实施例1制备的Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜的扫描电子显微镜照片(SEM)。

[0017] 图2是本发明实施例1制备的Au-Ag2S-Pb3(PO4)2纳米异质结薄膜的X射线衍射图谱。

1一种硫化银/磷化钴复合光催化剂及其制备方法 2一种银/硫化钴超级电容器电极材料及其制备方法 3一种制备金-硫化银-磷酸铅异质结纳米薄膜的方法 4基于硫化银光热效应的生物传感器及其制备方法和应用以及NF-kB1的定量检测方法