金屬氧化物和硫化物納米材料的合成與表征.pdf

1、金屬氧化物和硫化物納米材料因其獨特的物理化學性質顯示出在催化、傳感、光學、磁學和電池等領域廣泛的應用前景。制備金屬氧化物和硫化物新穎的一維納米材料、探索其生長機制,進而實現(xiàn)對尺寸、維度及物性的調控,對于深入研究結構與物性的關聯(lián)、最終實現(xiàn)按照人們的意愿設計合成功能材料具有重要意義。本論文在金屬氧化物和硫化物一維納米結構合成新方法的設計、形成機制及物性等方面進行了系統(tǒng)的探索研究。 (1)采用硝酸鉍和硫脲為先驅原料,以離子液為反應介質

2、,合成了硫化鉍單晶納米棒。所得產物用X射線粉末衍射、X射線能量色散譜、透射電子顯微鏡、高分辨電子顯微鏡、選區(qū)電子衍射、掃描電子顯微鏡、紫外-可見吸收光譜進行了表征。結果表明,在含有乙基硫酸根離子的1-甲基3-乙基咪唑鹽的離子液中,160℃下回流反應,可以得到結晶良好的硫化鉍納米棒,并對其形成機理進行了探討。 (2)采用超聲波輔助回流法制備了高純度且尺寸一致的啞鈴狀氧化鋅。用掃描電鏡、透射電鏡和X射線粉末衍射分析了氧化鋅形貌和結構

3、,用紫外-可見吸收光譜和熒光光譜測定其光學性質,并初步探討了啞鈴狀氧化鋅的形成機理。結果表明,超聲波處理、溶液的堿度和乙二胺對啞鈴狀形貌的形成起了重要作用,研究發(fā)現(xiàn)該啞鈴狀氧化鋅具有獨特的光學性質。基于此種方法,我們在三乙烯四胺的水溶液中合成了中間凹陷的紡錘形氧化鋅。對反應物濃度,反應時間,超聲與回流對氧化鋅形貌的影響進行了考察。對于機理的解釋中,我們認為乙二胺和三乙烯四胺陽離子可能分別連接氧化鋅晶體中的(0001)面及(0001）面,

4、由于晶面生長速度的差異形成了兩種對稱性的氧化鋅雙晶。 (3)在三乙烯四胺和水的二元體系中水熱法合成了球狀的CdS三維等級結構,這種等級結構是由呈輻射狀排列的納米棒組成的。采用XRD、TEM、SEM的手段對CdS樣品的形態(tài)、結構、相組成進行了考察。實驗表明,三乙烯四胺和水的體積比以及硫脲對樣品的形貌具有重要的影響?；趯嶒灲Y果,我們認為硫脲可能控制了晶核的成長,而三乙烯四胺支配了自組裝過程。此外,還對反應時間對硫化鎘的形貌和熒光性