Zinok Tellurid (ZNTE), dôležitý polovodičový materiál II-VI, sa široko používa pri infračervenej detekcii, solárnych článkoch a optoelektronických zariadeniach. Nedávny pokrok v nanotechnológii a zelenej chémii optimalizoval svoju výrobu. Nižšie sú uvedené súčasné výrobné procesy a kľúčové parametre výroby ZNTE a kľúčové parametre vrátane tradičných metód a moderných vylepšení:
____________________________________________________________________________________________
I. Tradičný výrobný proces (priama syntéza)
1. Príprava surovín
• Vysoký čistota zinku (Zn) a telurium (TE): čistota ≥ 99,999% (5N Grade), zmiešané v molárnom pomere 1: 1.
• Ochranný plyn: Vysoko čistota argón (AR) alebo dusík (N₂), aby sa zabránilo oxidácii.
2. Tok procesu
• Krok 1: Syntéza vákuového topenia
o Zmiešajte prášky Zn a TE v kremennej trubici a evakuujte na ≤ 10 ⁻³ PA.
o Vykurovací program: zahrievanie 5–10 ° C/min až 500–700 ° C, držte 4–6 hodín.
o Reakčná rovnica: Zn+TE → Azntezn+te5znte
• Krok 2: žíhanie
o Nadajte ropný produkt pri 400 - 500 ° C počas 2–3 hodín, aby sa znížili defekty mriežky.
• Krok 3: drvenie a preosievanie
o Použite guľový mlyn na brúsenie hromadného materiálu do veľkosti cieľových častíc (vysokoenergetické mletie guľôčkových guľôčok pre nanomale).
3. Kľúčové parametre
• Presnosť regulácie teploty: ± 5 ° C
• Rýchlosť chladenia: 2–5 ° C/min (aby sa predišlo trhlinám tepelného napätia)
• Veľkosť častíc suroviny: Zn (100 - 200 ôk), TE (200–300 ôk)
____________________________________________________________________________________________
II. Moderný vylepšený proces (Solvotermálna metóda)
Solvothermálna metóda je hlavnou technikou na výrobu ZNTE v nanomateriále, ktorá ponúka výhody, ako je kontrolovateľná veľkosť častíc a nízka spotreba energie.
1. Suroviny a rozpúšťadlá
• Prekurzory: dusičnan zinku (Zn (no₃) ₂) a telurit sodný (Na₂teo₃) alebo Tellurium Powder (TE).
• Redukčné činidlá: hydrazín hydrát (N₂H₄ · H₂o) alebo borohydrid sodný (NABH₄).
• Rozpúšťadlá: etyléndiamín (EDA) alebo deionizovaná voda (voda DI).
2. Tok procesu
• Krok 1: Rozpúšťanie prekurzorov
o Rozpúšťajte Zn (no₃) ₂ a Na₂teo₃ v molárnom pomere 1: 1 v rozpúšťadle za miešania.
• Krok 2: redukčná reakcia
o Pridajte redukčné činidlo (napr. N₂H₄ · H₂o) a utesnite vo vysokotlakovom autokláve.
o Reakčné podmienky:
Teplota: 180–220 ° C
Čas: 12–24 hodín
Tlak: generovaný (3–5 MPa)
o Reakčná rovnica: Zn2 ++ TEO32-+redukčné činidlo → Znte+vedľajšie produkty (napr. H₂o, N₂) Zn2 ++ TEO32-+Redukčné činidlo → Znte+vedľajšie produkty (napr. H₂o, N₂)
• Krok 3: Po liečbe
o Centrifuge na izoláciu produktu, umyte 3–5 krát etanolom a di vodou.
o Suchý vo vákuu (60–80 ° C počas 4–6 hodín).
3. Kľúčové parametre
• Koncentrácia prekurzorov: 0,1–0,5 mol/l
• Kontrola pH: 9–11 (alkalické podmienky uprednostňujú reakciu)
• Kontrola veľkosti častíc: upravte typ rozpúšťadla (napr. EDA poskytuje nanovlákna; vodná fáza poskytuje nanočastice).
____________________________________________________________________________________________
III. Ostatné pokročilé procesy
1. Chemické ukladanie pary (CVD)
• Aplikácia: Príprava tenkých filmov (napr. Solárne články).
• Prekurzory: Dietylzinc (Zn (C₂H₅) ₂) a dietyltelurium (TE (C₂h₅) ₂).
• Parametre:
o Teplota depozície: 350–450 ° C
o Plyn nosiča: zmes H₂/AR (prietok: 50–100 SCCM)
o Tlak: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Mechanické legovanie (mletie gule)
• Vlastnosti: syntéza s nízkou teplotou bez rozpúšťadla.
• Parametre:
o Pomer lopty k prášku: 10: 1
o Čas frézovania: 20–40 hodín
o Rýchlosť rotácie: 300–500 ot./min.
____________________________________________________________________________________________
Iv. Kontrola a charakterizácia kvality
1. Analýza čistoty: rôntgenová difrakcia (XRD) pre kryštálovú štruktúru (hlavný vrchol pri 29 ~ 25,3 °).
2. Morfologická kontrola: transmisná elektrónová mikroskopia (TEM) pre veľkosť nanočastíc (typická: 10–50 nm).
3. Elementárny pomer: energeticky disperzná röntgenová spektroskopia (EDS) alebo indukčne spojená plazmatická hmotnostná spektrometria (ICP-MS) na potvrdenie Zn ≈1: 1.
____________________________________________________________________________________________
V. Úvahy o bezpečnosti a životnom prostredí
1. Ošetrenie odpadovým plynom: absorbujte H₂te s alkalickými roztokmi (napr. NaOH).
2. Získanie rozpúšťadla: recyklovanie organických rozpúšťadiel (napr. EDA) prostredníctvom destilácie.
3. Ochranné opatrenia: Používajte plynové masky (na ochranu H₂te) a rukavice rezistentné na koróziu.
____________________________________________________________________________________________
Vi. Technologické trendy
• Zelená syntéza: Vyvíjajte systémy vo vodnej fáze na zníženie využívania organického rozpúšťadla.
• Modifikácia dopingu: Zvýšte vodivosť dopingom s Cu, Ag atď.
• Rozsiahla výroba: Prijmite reaktory súvislého toku na dosiahnutie šarží v rozsahu KG.
Čas príspevku: marca-21-2025