ZnS-CNTs納米復合材料的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、由于在光、電、磁等方面具有優(yōu)異的物理和化學性質，硫化物半導體納米材料受到了廣泛關注。在本論文中，選取了一種非常重要的硫化物半導體材料硫化鋅（ZnS）作為研究對象，制備了ZnS包覆碳納米管（CNTs）納米復合材料（ZnS/CNTs），應用透射電鏡，光致發(fā)光光譜、X射線衍射分析等測試手段對復合材料進行了表征，分析了制備方法、反應物類型、載體類型、Cu2+摻雜濃度、以及前驅溶液PH值對復合材料性能的影響。主要開展了以下三個方面的工作：

2、　　第一部分研究了ZnS/CNTs納米復合材料的沉淀法和回流法兩種制備方法。在沉淀法反應物引入順序的不同產(chǎn)生不同的包覆效果。回流法制備的ZnS包覆效果要明顯好于沉淀法。使用252nm做為激發(fā)波長，發(fā)光曲線顯示ZnS/CNTs納米復合材料在397nm處有一個強發(fā)射峰，并且在282nm處有一個較弱的發(fā)射峰；沉淀法制備的ZnS/CNTs復合材料呈立方閃鋅礦結構，而回流法制得的ZnS/CNTs復合材料為立方閃鋅礦和六方纖鋅礦的混合物。
　

3、　第二部分研究CNTs的尺寸和表面官能團對ZnS/CNTs納米復合材料性能的影響,采用包覆效果較好的回流法制備ZnS/CNTs納米復合材料樣品。通過測試發(fā)現(xiàn)尺寸大于30nm，表面帶有-COOH的CNTs與ZnS納米粒子復合效果好，并且ZnS納米粒子的結晶程度較好，表明在復合材料的制備中CNTs的尺寸與表面官能團的存在起到關鍵性作用。PL光譜顯示在393nm處有一個強發(fā)射峰，在282nm處有一個較弱的發(fā)射峰，與 ZnS納米晶體相比，ZnS

4、/CNTs納米復合材料出現(xiàn)了7nm的藍移；XRD測試表明樣品為六方纖鋅礦和立方閃鋅礦的混合結構。
　　第三部分主要研究Cu2+的加入對ZnS/CNTs納米復合材料發(fā)光性能的影響。結果表明摻雜Cu2+不僅會對ZnS/CNTs納米復合材料的形貌產(chǎn)生影響，而且影響材料的發(fā)光性能，PL光譜顯示在449nm與538nm出現(xiàn)發(fā)射峰，并且在一定范圍內，隨著摻雜比例的增大，ZnS/CNTs納米復合材料的發(fā)光強度也隨之增大，當n（Cu2+）：n（Z