硫化鎘納米空心球及膠體球的制備及性能研究.pdf

1、納米結構的空心材料由于具有較大的內部空間以及具有一定厚度的納米尺度的殼層，可作為藥物載體，在醫(yī)學和制藥學領域應用很廣。此外，空心材料與塊材相比還具有比表而積大、密度小等特性，可作為輕質填料、催化劑、隔熱材料等。由于空心材料獨特的結構及優(yōu)異的性能，其研究受到人們廣泛的關注。目前空心材料的制備方法多采用模板法，為了避免雜質的引進以及反應過程的復雜，發(fā)展非模板方法制備空心材料是納米材科研究的一個重要方面。近年來，研究單分散性能優(yōu)異的膠體球的制

2、備是膠體化學領域頗受挑戰(zhàn)的主題，通過白組裝的方法，膠體球作為基本單元被廣泛應用于制備光了晶體。高度單分散的具有高折射指數(shù)膠體球，是形成寬帶光子晶體的理想的基本單元。CdS，作為一種重要的半導體材料，具有優(yōu)異的光電轉化性能和發(fā)光性能，隨著尺寸的減小以及形貌的變化，CdS納米結構的禁帶寬度發(fā)生明顯的變化，表現(xiàn)出不同于塊材的、更加優(yōu)異的光電性能，因而在催化、非線性光學、光吸收、傳感器和磁性材料等新材料方面有廣闊的應用前景。本文利用水熱法對空心

3、結構及單分散的膠體球進行了控制合成，并分別從材料制備，性質分析、反應條件、反應機理等方面進行了系統(tǒng)的研究，初步研究了CdS納米空心球光催化降解亞甲基藍的效率。論文的具體研究內容如下：
　　 (1)離子液體輔助水熱法制備CdS納米空心球
　　 目前CdS空心材料的制備多采用模板法。本文首次采用離子液體輔助的非模板方法釗備了尺寸約為130nm的CdS納米空心球，反應過程簡單可重復。研究了反應物摩爾比、溫度、添加劑等條件對Cd

4、S納米空心球形成的影響。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，反應物摩爾比對產(chǎn)物形貌有較大的影響，只有在S過量的情況下，才能形成結構較好的空心球；較低或較高的反應溫度均不能形成結構完善的CdS空心球：此外添加劑六亞甲基四胺(HMT)與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對于空心球的形成二者缺一不可，二者共同影響球形結構的形成；離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六入氟磷酸鹽([bmim][PF6])對于.空心結構的形成起著至關重要的作用，當不添加離子液體時得不到空心結構。通過對

5、小同反應時間段產(chǎn)物形貌的考察，初步認為CdS納水空心球的形成機理為奧氏熟化作用。此外，研究了CdS空心球光催化亞甲基藍降解的效率，經(jīng)研究表明，CdS空心球由于具有較高的比表面積，因此能夠有效的催化亞甲基藍降解。
　　 (2)水熱法制備CdS膠體球
　　 CdS膠體顆粒由于具有較大的折射指數(shù)及特殊的光學、磁學等性能，在光子晶體領域具有潛在的應用價值。在本文中以CdCI2和硫代乙酰胺(TAA)為反應物，以HMT和PVP為添加