納米量子點(diǎn)-聚合物超細(xì)復(fù)合纖維的制備與表征.pdf

1、作為無(wú)機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合材料的分支，半導(dǎo)體納米熒光材料與高分子超細(xì)纖維的復(fù)合在諸多領(lǐng)域上有著廣闊的應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體納米材料在一維方向的功能化應(yīng)用，通過(guò)自組裝等技術(shù)可以獲得較短尺寸(微米級(jí)長(zhǎng)度)的納米棒和納米線等材料。本文將半導(dǎo)體納米粒子與聚合物復(fù)合，利用靜電紡絲技術(shù)制備含有半導(dǎo)體納米粒子的一維連續(xù)復(fù)合超細(xì)纖維。 本文首先利用有機(jī)金屬熱解法合成半導(dǎo)體CdS納米量子點(diǎn)，通過(guò)吸收光譜和熒光光譜證明CdS納米粒子具有較好的發(fā)光特性

2、和量子尺寸效應(yīng)，透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射，納米粒度儀、選區(qū)電子衍射等分析手段系統(tǒng)說(shuō)明CdS為立方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且利用本實(shí)驗(yàn)方法制備的納米量子點(diǎn)具有較好的單分散性和均一性。通過(guò)改變成核溫度、生長(zhǎng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、油酸(配體材料)等合成條件，可實(shí)現(xiàn)CdS納米晶的可控性生長(zhǎng)。利用乙基黃原酸鋅(Zn(ex)2)作為Zn、S源的反應(yīng)前體，可以成功制備CdS/ZnS核殼結(jié)構(gòu)納米微粒。ZnS外延生長(zhǎng)在CdS表面，且核殼結(jié)構(gòu)納米晶仍為立方晶相，其本征

3、態(tài)熒光發(fā)射峰半高峰寬為18-20nm，缺陷態(tài)發(fā)光強(qiáng)度大大降低，熒光量子產(chǎn)率可達(dá)40％。 將CdS半導(dǎo)體納米晶與聚合物PEO溶解在氯仿和丙酮的混合液中，利用靜電紡絲技術(shù)制備了PEO/CdS復(fù)合超細(xì)纖維。通過(guò)紅外光譜、熱分析曲線證明聚合物與半導(dǎo)體納米晶之間存在鍵合相互作用。通過(guò)與CdS/PEO溶液、CdS/PEO薄膜熒光光譜以及紫外光實(shí)物照片比較，可以得出CdS納米晶在纖維中分布均勻，復(fù)合纖維的本征態(tài)熒光有了極大提高。系統(tǒng)探討了PE

4、O/CdS共復(fù)合纖維光學(xué)性能的影響因素，得出不同粒徑CdS混紡制備的CdS/PEO復(fù)合纖維中CdS納米晶發(fā)射峰沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的寬化，且不同粒徑發(fā)射峰之間也沒(méi)有產(chǎn)生交疊分布，證明以聚合物電紡纖維為載體的半導(dǎo)體納米晶具有較好的均一性和單分散性。通過(guò)調(diào)節(jié)復(fù)合纖維中CdS與PEO的質(zhì)量比例，可以制備出熒光效果較強(qiáng)的復(fù)合纖維；通過(guò)提高靜電紡絲的電壓，可以提高PEO對(duì)CdS納米晶的鈍化作用，從而提高CdS的本征態(tài)發(fā)光強(qiáng)度，降低缺陷態(tài)發(fā)光強(qiáng)度。

5、 將導(dǎo)電聚合物PANI與CdS溶液共混，以PEO為基質(zhì)，利用靜電紡絲技術(shù)制備PEO/CdS/PANI復(fù)合超細(xì)纖維。透射電鏡觀察表明PANI的引入并沒(méi)有影響CdS納米晶在PEO基質(zhì)中的分散性，紫外光譜、熒光光譜分析結(jié)果表明PANI的引入可大大提高了復(fù)合纖維的熒光強(qiáng)度。由于聚苯胺和CdS能級(jí)的合適匹配使得聚苯胺對(duì)CdS的光致發(fā)光有增強(qiáng)效應(yīng)，增強(qiáng)機(jī)理為光生載流子的傳遞機(jī)理。 通過(guò)本文合成方法可以成功制備納米級(jí)CdS量子點(diǎn)和CdS/Zn