一种GaP纳米线及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107858754A(43)申请公布日2018.03.30(21)申请号201711083349.6C23C14/22(2006.01)(22)申请日2017.11.07C23C14/34(2006.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人国家纳米科学中心B82Y30/00(2011.01)地址100190北京市海淀区中关村北一条11号(72)发明人董泽健宫建茹(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.C30B29/40(2006.01)C30B29/60(2006.01)C30B23/08(2006.01)C30B31/06(2006.01)C23C14/06(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图4页(54)发明名称一种GaP纳米线及其制备方法和用途(57)摘要本发明提供了一种GaP纳米线及其制备方法和用途。GaP纳米线的制备方法为：1)在导电基底上覆盖催化剂；2)将GaP粉末装入容器中；3)将导电基底和容器置于两端开口的石英管两侧，放到双温区管式炉中；4)对双温区管式炉抽真空，通保护气，加热，使第一温区升温至930℃-1000℃，第二温区升温至620℃-650℃，保温，得GaP纳米线。本发明还提供一种GaP/GaPN核壳纳米线，其制备方法为：将GaP纳米线置于两端开口的石英管中，放到反应炉中，抽真空，通入保护气，加热反应炉，升温至720℃-800℃，停止抽真空并停止通入保护气，通入氨气，保温，得到核壳纳米线。本发明提供的纳米线作为光电极。CN107858754ACN107858754A权利要求书1/3页1.一种GaP纳米线，其特征在于，所述GaP纳米线的平均直径为50nm-100nm，长度为2μm-30μm。2.根据权利要求1所述的GaP纳米线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在导电基底上覆盖催化剂，得到覆盖催化剂的导电基底；(2)将GaP粉末装入容器中，得到装有GaP粉末的容器；(3)将覆盖催化剂的导电基底和装有GaP粉末的容器置于两端开口的石英管的两侧，把所述石英管放置于双温区管式炉中，其中，所述装有GaP粉末的容器位于双温区管式炉的第一温区，所述覆盖催化剂的导电基底位于双温区管式炉的第二温区；(4)从靠近所述覆盖催化剂的导电基底的一侧对双温区管式炉抽真空，在通入保护气的条件下加热双温区管式炉，使第一温区升温至930℃-1000℃，第二温区升温至620℃-650℃，保温，得到所述GaP纳米线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述导电基底为超声清洗后的导电基底；优选地，步骤(1)中，所述导电基底为n型硅片、p型硅片、碳布或石墨片中的任意一种，优选为p型硅片；优选地，步骤(1)中，所述催化剂为金；优选地，步骤(1)中，在导电基底上覆盖催化剂的方法为离子溅射、热蒸镀、电子束蒸镀或磁控溅射中的任意一种，优选为离子溅射；优选地，步骤(1)中，所述催化剂的厚度为2nm-10nm，优选为5nm；优选地，步骤(2)中，所述容器为石英舟、刚玉舟或陶瓷坩埚中任意一种，优选为石英舟；优选地，步骤(3)中，所述装有GaP粉末的容器位于双温区管式炉的第一温区中央；优选地，步骤(4)中，所述保护气为氩气；优选地，步骤(4)中，所述保护气从双温区管式炉靠近装有GaP粉末的容器的一侧通入；优选地，步骤(4)中，所述第一温区升温至950℃；优选地，步骤(4)中，所述第一温区的升温时间为20min-30min，优选为25min；优选地，步骤(4)中，所述第二温区升温至630℃；优选地，步骤(4)中，所述第二温区的升温时间为10min-20min，优选为15min；优选地，步骤(4)中，保温时间为10min-60min，优选为30min；优选地，步骤(4)全过程中一直进行抽真空操作；优选地，步骤(4)中，保温过程中保护气的流速为50sccm-500sccm，优选为100sccm；优选地，步骤(4)中，在所述第一温区升温至600℃以前，保护气的流速为500sccm，所述第一温区升温至600℃以后的加热过程以及后续的保温过程中，保护气的流速为100sccm。4.根据权利要求1所述的GaP纳米线的用途，其特征在于，所述GaP纳米线作为光电极用于光电化学电池。5.一种GaP/GaPN核壳纳米线，其特征在于，所述GaP/GaPN核壳纳米线以权利要求1所述的GaP纳米线作为原料制备得到。6.根据权利要求5所述的GaP/GaPN核壳纳米线，其特征在于，所述GaP/GaPN核壳纳米线由GaP纳米线核和覆盖在GaP纳米线核表面的GaPN非晶体壳层构成；2CN107858754A权利要求