CdS納米結(jié)構(gòu)的制備研究.pdf

1、CdS是一種典型的Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，室溫下的禁帶寬度為2.42eV，在太陽能電池、光電顯示器和非線性光學器件上有著廣泛應(yīng)用。由于具有不同于塊體材料的光學和電學性能，CdS納米結(jié)構(gòu)成為研究的熱點。其性能對尺寸和形貌有較強的依賴性，因此不同形貌和尺寸的CdS納米材料的合成研究具有重要意義。本論文采用了多種液相合成技術(shù)合成了幾種具有不同形貌的CdS納米結(jié)構(gòu)，并制備了CdS納米顆粒/碳納米管復合物。 1.以乙酸鎘和硫脲為原料，在二乙烯

2、三胺(DETA)輔助下，成功地合成了一維CdS納米棒。納米棒具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，直徑為4～12nm，長度在35nm以上。并研究了不同鎘源、胺類、反應(yīng)溫度等參數(shù)對CdS納米結(jié)構(gòu)尺寸及形貌的影響。在CdS納米棒生長機理的研究中我們發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中首先生成CdS納米片，然后這些納米片層經(jīng)卷曲以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到納米棒。DETA在反應(yīng)過程中與Cd2+形成配合物，其對納米片層的形成起到?jīng)Q定作用。此外，DETA控制反應(yīng)液中反應(yīng)離子有效濃度，促使晶體以平

3、衡態(tài)生長，有利于1D結(jié)構(gòu)的形成。 2.以甲醇為溶劑，硝酸鎘和硫脲為反應(yīng)源，通過溶劑熱法合成了CdS中空納米球，采用TEM、EDS和XRD對樣品形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。結(jié)果顯示產(chǎn)物主要為洋蔥狀CdS中空納米球，外徑為5～17nm，空腔直徑為3～14nm，殼層厚度小于2.5nm，晶體結(jié)構(gòu)為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。并初步考察了醇類溶劑對形成CdS納米結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，當以無水乙醇或正戊醇為溶劑時，產(chǎn)物分別為CdS顆粒團簇或CdS納米顆粒組裝

4、的中空微球，說明甲醇對納米中空結(jié)構(gòu)的形成起了重要作用。中空納米球的形成可能是CdS納米片層在甲醇汽化形成的高壓環(huán)境下卷曲的結(jié)果。 3.采用水溶液液相回流技術(shù)以及反應(yīng)物供給速率的控制，一步法實現(xiàn)CdS納米顆粒在多壁碳納米管(MWCNTs)表面的擔載，形成CdS/MWCNTs異質(zhì)材料。MWCNTs交織形成網(wǎng)絡(luò)框架，大量的CdS納米顆粒分散在MWCNTs管壁的表面或填充于網(wǎng)絡(luò)間隙之中，形成膜狀復合材料。CdS顆粒尺寸均勻，直徑約為5n