Cink Telluride (Znte), važan II-VI poluvodički materijal, široko se koristi u infracrvenom otkrivanju, solarnim ćelijama i optoelektronskim uređajima. Nedavna napretka u nanotehnologiji i zelenoj hemiji optimizirali su svoju proizvodnju. Ispod su trenutni glavni procesi proizvodnje Zntea i ključni parametri, uključujući tradicionalne metode i moderna poboljšanja:
________________________________________
I. Tradicionalni proces proizvodnje (direktna sinteza)
1. Priprema sirovina
• Visoka čistoća cinka (ZN) i Tellurium (TE): Čistoća ≥99.999% (9N razred), pomiješana u omjeru 1: 1 molarni omjer.
• Zaštitni plin: argon visoke čistoće ili azot (n₂) za sprečavanje oksidacije.
2. Protok procesa
• Korak 1: sinteza topljenja vakuuma
o Mix Zn i TE pudera u kvarcnoj cijevi i evakuirajte na ≤10⁻³ PA.
o Program grijanja: Toplina na 5-10 ° C / min do 500-700 ° C, zadržite 4-6 sati.
o Reakcijska jednadžba: ZN + TE → Δzntezn + teδznte
• Korak 2: žarenje
o Annial Sirovi proizvod na 400-500 ° C za 2-3 sata za smanjenje rešetkinih oštećenja.
• Korak 3: drobljenje i sijanje
o Upotrijebite mlin za kuglicu za mljevenje rasutog materijala u veličinu cilja (glodanje visokoenergetske kuglice za Nanoscale).
3. Ključni parametri
• Točnost regulacije temperature: ± 5 ° C
• Brzina hlađenja: 2-5 ° C / min (kako bi se izbjegle pukotine termičke strese)
• Veličina čestica sirovine: ZN (100-200 mreža), TE (200-300 mreža)
________________________________________
II. Moderni poboljšani proces (solvotermalna metoda)
Solvotermalna metoda je glavna tehnika za proizvodnju Nanoscale Znte, nudeći prednosti kao što su kontrolizirana veličina čestica i niske potrošnje energije.
1. Sirovine i otapala
• Prekursori: cink nitrat (ZN (NO₃) ₂) i natrijum-telurite (na₂teo₃) ili telurijum puder (TE).
• Smanjenje sredstava: Hydrazin Hydrate (n₂h₄ · h₂o) ili natrijum borohidrid (Nabh₄).
• otapala: etilendiamina (EDA) ili deionizirana voda (di voda).
2. Protok procesa
• Korak 1: Raspuštanje prekursora
o Rastvaranje Zn (NO₃) ₂ i na₂teo₃ u omjeru 1: 1 u otapalu pod miješanjem.
• Korak 2: Reakcija smanjenja
o Dodajte redukcijski agent (npr. n₂h₄ · h₂o) i zapečati u autoklavu visokog pritiska.
o Reakcijski uslovi:
Temperatura: 180-220 ° C
Vrijeme: 12-24 sata
Pritisak: samo-generiran (3-5 MPa)
o Reaction Equation: ZN2 ++ TEO32- + Smanjenje agenta → Znte + nusprodukti (npr. H₂o, n₂) ZN2 ++ TEO32- + Smanjenje agenta → Znte + nusprodukti (npr., H₂o, n₂)
• Korak 3: Post-tretman
o Centrifugu za izoliranje proizvoda, operite 3-5 puta sa etanolom i didom.
o Suha ispod vakuuma (60-80 ° C 4-6 sati).
3. Ključni parametri
• Koncentracija prekursora: 0,1-0,5 mol / l
• PH kontrola: 9-11 (alkalni uvjeti favoriziraju reakciju)
• Kontrola veličine čestica: Podesite vrstu solvent (npr. EDA prima nanowires; vodena faza prinosi nanočestice).
________________________________________
III. Ostali napredni procesi
1. Kemijski taložnik pare (CVD)
• Primjena: Priprema tankog filma (npr. Solarne ćelije).
• Prekursori: Dietilzinc (Zn (C₂h₅) ₂) i dietiltelillumium (TE (C₂h₅) ₂).
• Parametri:
o Temperatura taloženja: 350-450 ° C
o Warrier Gas: H₂ / AR smjesa (brzina protoka: 50-100 SCCM)
O Pritisak: 10⁻²-10⁻³ Torr
2. Mehanička legura (loming sa loptom)
• Karakteristike: Sinteza bez otapala, niskog temperature.
• Parametri:
o omjer kugličnog do praha: 10: 1
o Glodanje vremena: 20-40 sati
o Brzina rotacije: 300-500 RPM
________________________________________
IV. Kontrola i karakterizacija kvaliteta
1. Analiza čistoće: rendgenska difrakcija (XRD) za kristalnu strukturu (glavni vrh u 2θ ≈25.3 °).
2. Morfološka kontrola: prenosni elektron mikroskopija (TEM) za veličinu nanočestica (tipično: 10-50 Nm).
3. Elementarni omjer: energetski disperzivni rendgenski spektroskopija (EDS) ili induktivno povezana masovna spektrometrija u plazmi (ICP-MS) za potvrdu ZN ≈1: 1.
________________________________________
V. Razmatranja sigurnosti i okoliša
1. Obrada otpadnih gasova: Apsorbirajte H₂te s alkalnim rješenjima (npr. NaOH).
2. Oporavak otapala: Recikliranje organskih otapala (npr. EDA) putem destilacije.
3. Zaštitne mjere: Koristite gasne maske (za H₂te zaštitu) i rukavice otporne na koroziju.
________________________________________
VI. Tehnološki trendovi
• Zelena sinteza: Razviti vodeni fazni sistemi za smanjenje organskog korištenja solventa.
• Modifikacija doping: Poboljšajte provodljivost doping sa Cu, AG itd.
• Velika proizvodnja: usvojite reaktore kontinuiranog protoka za postizanje serija KG-skale.
Pošta: Mar-21-2025