幾種常見的制備FeTe2納米晶的方法

齊憲博 王浩 唐浩 袁野 劉明坤

摘 要：過渡金屬硫屬化合物（transition-metal chalcogenides，TMCHs），因其自身量子化效應以及奇異的納米結構而成為材料科學和凝聚態物理等領域的重點研究對象，其中的FeTe2因其優良的物理化學性能得到了研究者們的廣泛關注。本文介紹了FeTe2納米晶（FeTe2NCs）及其幾種制備方法，并簡要介紹了各種方法的優缺點。

關鍵詞：碲化鐵;水熱法;熱注射法;溶劑熱法

納米材料由于受到量子尺寸效應、小尺寸效應的影響，其尺寸（量級為10-9m）的微小變化會造成其宏觀性質的巨大改變，這引起了研究者們極大的興趣。而過渡金屬硫屬化合物（transition-metal chalcogenides，TMCHs），因其自身量子化效應以及奇異的納米結構成為了材料科學和凝聚態物理等領域的重點研究對象。

作為過渡金屬硫屬化合物家族的成員，FeTe2納米晶（FeTe2NCs）有著豐富的物理內涵和獨特的化學性質。從1927年Taxnmann， G等人對鐵碲化合物進行熱分析研究，到1946年Thompson， R第一次在自然界中發現FeTe2并將其命名為“Frohbergite” 1。人們對FeTe2 NCs的研究從未停止，迫切的試圖了解其物相組成、晶型結構，從而制備出高質量FeTe2 NCs。同時，在碲化鐵合成制備過程中，尺寸和形貌異常關鍵，是衡量其材料性能的兩個關鍵參數。尺寸決定著比表面積和表面原子所占的比例，而形貌則決定著納米晶的表面結構，形貌和尺寸調控納米晶性能的多樣性。因此可控制備新型納米功能材料是其應用的核心。目前已經發展了一系列制備FeTe2納米結構的化學方法，主要包括水熱法，溶劑熱法及熱注射法等。

1. 水熱法制備碲化鐵

水熱法是指以水為溶劑，在高溫高壓密閉環境下制備相關材料的方法。作為一種應用廣泛的化學合成方法，早在上世紀60年代就被應用于合成特定形貌和尺寸的功能材料上2。目前采用水熱法，已成功制備出多種形貌的FeTe2納米材料。中國科學技術大學錢逸泰課題組采用水熱法，以KOH水溶液營造堿環境，同時溶解Te生成K2Tex作為碲源，Na2[Fe（EDTA）]為鐵源，成功制備出FeTe2納米片3;合肥工業大學陳祥迎等人也采用水熱法，分別以FeCl3· 6H2O和Na2TeO3作為鐵源和碲源，采用水合肼充當還原劑，成功制備出FeTe2納米片4。

2. 溶劑熱法制備碲化鐵

在納米材料的合成方面，溶劑熱法可以更好的促進反應進行，因此研究人員也采用溶劑熱法來合成納米材料。2012年，大連理工大學史彥濤課題組5采用溶劑熱法，以乙二胺為反應介質，成功制備出FeTe2納米多面體，研究表明，制備出的FeTe2納米多面體具有良好的電催化活性。2018年，吉林大學鄒勃課題組6采用溶劑熱法，以有機溶劑十二硫醇（DDT）和油胺（OLA）成功制備出（OLA）mTen前驅物，并以此為碲源，與Fe2+碲化生成FeTe2NCs。

3. 熱注射法制備碲化鐵

制備納米材料的另一種常見合成方法是熱注射法。該制備方法綠色無污染，可實現對FeTe2NCs高效高質量制備，在制備FeTex體系中得到了廣泛應用。2009年，Raymond E. Schaak等人7采用熱注射法合成FeTe2納米片; 2016年Randy J. Ellingso等人8采用熱注射法，以油胺（OLA）為反應介質和穩定劑，成功制備出FeTe2納米顆粒。相關研究表明，該FeTe2納米顆粒表現出典型P型半導體的導電特性，有望在發光二極管、半導體元器件等領域得到應用8。

4. 幾種其他合成方法

微波輔助合成也可用于無機納米材料的制備，利用微波輔助方法可以在水相中制備出碲化物納米晶和水溶性的碲化物半導體納米晶9。采用射線或激光輻照法也可以合成納米粒子。并且激光束具有能量高且非接觸性的優點，是一種干凈的熱源，在納米材料制備研究中具有廣闊的發展空間。

結論

FeTe2 NCs因其特定的尺寸和形貌等特點，表現出量子化效應以及奇異的納米結構。本文介紹了水熱法，溶劑熱法及熱注射法等針對于FeTe2 NCs的制備方法，以及各自的優缺點。相信隨著對以上制備方法研究的不斷深入和化學制備技術的不斷發展，人們有希望找到既具有均勻的尺寸和形狀，又具有光、電、磁等優良性能的碲化鐵納米材料的最佳制備途徑。

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本論文受吉林建筑大學大學生創新創業訓練項目資助

項目編號：202010191004