Ang Zinc Telluride (ZnTE), isang mahalagang materyal na semiconductor ng II-VI, ay malawakang ginagamit sa infrared detection, solar cells, at optoelectronic na aparato. Ang mga kamakailang pagsulong sa nanotechnology at berdeng kimika ay na -optimize ang paggawa nito. Nasa ibaba ang kasalukuyang mga pangunahing proseso ng paggawa ng ZnTE at mga pangunahing mga parameter, kabilang ang mga tradisyunal na pamamaraan at modernong pagpapabuti:
________________________________________
I. Proseso ng Tradisyonal na Produksyon (Direct Synthesis)
1. Paghahanda ng hilaw na materyal
• High-Purity Zinc (Zn) at Tellurium (TE): kadalisayan ≥99.999% (5N grade), halo-halong sa isang 1: 1 molar ratio.
• Proteksyon ng gas: mataas na kadalisayan argon (AR) o nitrogen (n₂) upang maiwasan ang oksihenasyon.
2. Daloy ng Proseso
• Hakbang 1: Vacuum Melting Synthesis
o Paghaluin ang Zn at Te Powder sa isang quartz tube at lumikas sa ≤10⁻³ Pa.
o programa ng pag -init: init sa 5-10 ° C/min hanggang 500-700 ° C, humawak ng 4-6 na oras.
o equation ng reaksyon: zn+te → Δzntezn+teΔznte
• Hakbang 2: Pagsasama
o Anneal ang produktong krudo sa 400-500 ° C para sa 2-3 oras upang mabawasan ang mga depekto sa sala -sala.
• Hakbang 3: Pagdurog at sieving
o Gumamit ng isang bola mill upang gilingin ang bulk na materyal sa laki ng target na butil (high-energy ball milling para sa nanoscale).
3. Mga pangunahing mga parameter
• Katumpakan ng kontrol sa temperatura: ± 5 ° C.
• Rate ng paglamig: 2-5 ° C/min (upang maiwasan ang mga thermal stress cracks)
• Laki ng hilaw na butil na butil: Zn (100-200 mesh), TE (200–300 mesh)
________________________________________
Ii. Modernong pinabuting proseso (pamamaraan ng solvothermal)
Ang pamamaraan ng solvothermal ay ang pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng nanoscale ZNTE, na nag -aalok ng mga pakinabang tulad ng kinokontrol na laki ng butil at mababang pagkonsumo ng enerhiya.
1. RAW MATERIALS AT SOLVENTS
• Mga precursor: zinc nitrate (Zn (no₃) ₂) at sodium tellurite (na₂teo₃) o tellurium powder (TE).
• Pagbabawas ng mga ahente: hydrazine hydrate (n₂h₄ · h₂o) o sodium borohydride (nabh₄).
• Solvents: Ethylenediamine (EDA) o deionized water (DI water).
2. Daloy ng Proseso
• Hakbang 1: Paglabas ng Precursor
o Dissolve zn (no₃) ₂ at na₂teo₃ sa isang 1: 1 molar ratio sa solvent sa ilalim ng pagpapakilos.
• Hakbang 2: reaksyon ng pagbawas
o Idagdag ang pagbabawas ng ahente (halimbawa, n₂h₄ · h₂o) at selyo sa isang high-pressure autoclave.
o Mga Kondisyon ng Reaksyon:
temperatura: 180–220 ° C.
Oras: 12–24 na oras
Pressure: Nabuo ang sarili (3-5 MPa)
o equation ng reaksyon: Zn2 ++ TEO32−+pagbabawas ng ahente → znte+byproducts (hal.
• Hakbang 3: Post-Paggamot
O Centrifuge upang ibukod ang produkto, hugasan ng 3-5 beses na may ethanol at di tubig.
o tuyo sa ilalim ng vacuum (60-80 ° C sa loob ng 4-6 na oras).
3. Mga pangunahing mga parameter
• Konsentrasyon ng precursor: 0.1-0.5 mol/L.
• Kontrol ng pH: 9–11 (Mga Kondisyon ng Alkaline Favor Reaction)
• Kontrol ng laki ng butil: Ayusin ang uri ng solvent (hal., Ang EDA ay nagbubunga ng mga nanowires; may tubig na phase ang nagbubunga ng nanoparticle).
________________________________________
III. Iba pang mga advanced na proseso
1. Chemical Vapor Deposition (CVD)
• Application: Paghahanda ng manipis na film (halimbawa, mga solar cells).
• Mga Precursor: Diethylzinc (Zn (C₂h₅) ₂) at Diethyltellurium (Te (C₂h₅) ₂).
• Mga parameter:
o temperatura ng pag -aalis: 350–450 ° C.
o Carrier Gas: H₂/AR Paghahalo (Rate ng Daloy: 50-100 SCCM)
o Pressure: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Mechanical Alloying (Ball Milling)
• Mga Tampok: Solvent-free, low-temperatura synthesis.
• Mga parameter:
o Ball-to-Powder Ratio: 10: 1
O oras ng paggiling: 20-40 oras
o bilis ng pag -ikot: 300-500 rpm
________________________________________
Iv. KONTROL CONTROL AT KARAPATAN
1. Pagtatasa ng Purity: X-ray diffraction (XRD) para sa istraktura ng kristal (pangunahing rurok sa 2θ ≈25.3 °).
2. Kontrol ng Morpolohiya: Paghahatid ng Electron Microscopy (TEM) para sa laki ng nanoparticle (tipikal: 10-50 nm).
3. Elemental Ratio: Enerhiya-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) o Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) upang kumpirmahin ang Zn ≈1: 1.
________________________________________
V. Mga pagsasaalang -alang sa kaligtasan at kapaligiran
1. Paggamot ng basura ng gas: sumipsip ng h₂te na may mga solusyon sa alkalina (halimbawa, NaOH).
2. Solvent Recovery: Recycle Organic Solvents (EG, EDA) sa pamamagitan ng distillation.
3. Mga panukalang proteksiyon: gumamit ng mga maskara ng gas (para sa proteksyon ng h₂te) at mga guwantes na lumalaban sa kaagnasan.
________________________________________
Vi. Mga uso sa teknolohikal
• Green synthesis: Bumuo ng mga aqueous-phase system upang mabawasan ang paggamit ng organikong solvent.
• Pagbabago ng Doping: Pagandahin ang Pag -uugali sa pamamagitan ng Doping Sa Cu, Ag, atbp.
• Malaking-scale na produksiyon: magpatibay ng tuluy-tuloy na daloy ng mga reaktor upang makamit ang mga batch ng KG-scale.
Oras ng Mag-post: Mar-21-2025