● 摘要
半导体纳米材料显示出与块体材料截然不同的特异性质,在光电转换、光催化、电子输运等领域显示出广阔的应用前景。本文采用水热/溶剂热方法,合成了集中硫化物纳米材料,包括单分散CdS亚微米球、ZnS空心亚微米球、A2S3(A=Sb, Bi)纳米线、镶嵌硫化物的TiO2-MS (M=Cd, Zn)复合纳米线,并通过XRD、TEM、SEM、UV-Vis、PL、XPS、BET等手段对材料进行了表征和分析。研究了反应条件(反应时间、温度和表面活性剂等)对产物形貌、结构的作用和影响,探讨了某些产物形貌的形成机理。 合成CdS、ZnS微球的研究结果表明,在溶剂热过程中可通过硫醇C-S键的断裂来提供硫源制备硫化物纳米材料。且这些硫化物微球的生成不依赖任何模板。 所制备的CdS的结构形貌受碱的含量影响:在不加入碱的情况下可以得到立方相CdS纳米粒子自组装形成的单分散介孔亚微米球,样品的UV-Vis及PL光谱发生蓝移,呈现明显的量子尺寸效应;有碱存在的情况下,则得沿c轴生长的高温稳定六方相CdS棒状单晶。 溶剂热法合成的ZnS空心微球由纳米晶自组装形成,具有较大的比表面积,吸附能力较强,在可见光下即具有光催化活性,可降解染料。样品形貌受碱含量影响,当OH- : Zn2+=2.75时,所得到的样品形貌类似于红细胞。在溶剂热条件下可直接以A2S3(A=Sb, Bi)粉体为前驱物,制备其相应的纳米线。所得纳米线的直径可以通过不同的反应温度或时间来控制。 采用水热法制备硫化物嵌入锐钛矿型TiO2纳米线,该方法制备简单,反应条件容易控制。所制备的嵌入型硫化物和TiO2复合相纳米线耐酸碱,且硫化物不易被氧化, 因此, 将在光电转换或光催化领域有巨大的潜在应用。
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