硫?qū)倩衔锛{米材料的水熱合成及生長(zhǎng)機(jī)理研究.pdf

1、無機(jī)半導(dǎo)體納米材料由于具有優(yōu)良的物理化學(xué)特性，已經(jīng)引起人們廣泛的關(guān)注和深入的研究。而過渡金屬硫族化合物是其重要的組成部分，因其具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、催化、磁學(xué)等性質(zhì)，已展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，尤其是ⅠB、ⅡB族金屬硫化物應(yīng)用更為廣泛。為了擴(kuò)大過渡金屬硫族化合物納米材料的研究及應(yīng)用領(lǐng)域，本文選擇具有代表性的ZnS、CuS進(jìn)行制備研究，并提出了每種結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理，具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)在不使用任何表面活性劑或模板的情況

2、下，以乙酸鋅和單質(zhì)硫?yàn)樵?，采用?jiǎn)單水熱法制備出海膽狀ZnO和ZnO/ZnS復(fù)合材料。海膽狀ZnO產(chǎn)品是由大量表面光滑、橫截面積為正六邊形的納米棒組成;海膽狀ZnO/ZnS復(fù)合材料是在海膽狀ZnO納米棒表面鑲嵌許多尺寸約為80nm的ZnS納米粒子而成，由于生長(zhǎng)機(jī)理不同，復(fù)合材料的納米棒端點(diǎn)變得圓滑，不同于純ZnO產(chǎn)品的正六邊形端點(diǎn)。紅外分析結(jié)果表明，復(fù)合材料中Zn-O鍵的振動(dòng)吸收峰較純ZnO產(chǎn)品的吸收峰發(fā)生23cm-1左右的紅移。并根據(jù)

3、二者形貌的差異，探討可能的生長(zhǎng)機(jī)理。
　　 (2)以氫氧化鈉提供堿性環(huán)境、氯化銅和硫代乙酰胺為原料，采用簡(jiǎn)單水熱法子160℃下制備出六方相的正六邊形CuS納米空心管，所得產(chǎn)品尺寸均勻，直徑為100-170nm，長(zhǎng)度為1.5-3μm。探討了納米空心管結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理，分析了各種因素（例如:是否加入氫氧化鈉、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度配比）對(duì)產(chǎn)品形貌的影響。結(jié)果表明，若體系中未加入氫氧化鈉，僅得到相互粘連、雜亂無章的絮狀物;隨著反

4、應(yīng)溫度的降低，CuS納米空心管尺寸增加;隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)品尺寸也增加;反應(yīng)物濃度配比增大或減小，產(chǎn)品形貌均為未成形的納米片。在紅外光譜中，1110cm-1位置存在Cu-S鍵的特征吸收峰。紫外可見光光譜表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)及反應(yīng)溫度的降低，可見光吸收邊會(huì)出現(xiàn)不同程度的紅移現(xiàn)象。
　　 (3)以氯化銅和硫代硫酸鈉為原料，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為表面活性劑，采用簡(jiǎn)單水熱法于150℃下制備出六方相CuS納米片，產(chǎn)品形

5、貌為正六邊形薄片，形狀規(guī)整、棱角分明、邊緣整齊、兩對(duì)角邊之間的長(zhǎng)度為270nm左右。初步探討了在CTAB輔助作用下制備正六邊形CuS納米片的生長(zhǎng)機(jī)理，并對(duì)各種實(shí)驗(yàn)條件下（例如:表面活性劑的用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度等）制備的樣品進(jìn)行詳細(xì)分析，得出CTAB在控制形貌方面起著重要作用。紅外分析表明，1085cm-1位置存在Cu-S鍵的特征吸收峰，比CuS納米空心管的吸收峰發(fā)生25cm-1的紅移。紫外可見光光譜表明，不同的納米結(jié)構(gòu)形貌會(huì)產(chǎn)生明