模板調(diào)控下水熱法制備銅的硫化物.pdf

1、在控制顆粒的大小、形貌和粒度分布方面，模板法具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而成為制備納米材料的重要途徑。軟模板更是因其為膠體體系所組成的有序的聚集體，可以提供動(dòng)態(tài)平衡的空腔，孔道的大小和形狀可以隨實(shí)驗(yàn)條件的不同而變化，而成為材料制備的先進(jìn)技術(shù)。銅的硫化物是一種潛在的半導(dǎo)體應(yīng)用材料，具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)如多種非計(jì)量比化學(xué)組成，多樣的納米晶體形貌和結(jié)構(gòu)，復(fù)雜的價(jià)態(tài)等，以及其在光電裝置領(lǐng)域和半導(dǎo)體領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，近來(lái)成為人們的研究熱點(diǎn)。 本論文主要以

2、β—環(huán)糊精及其與表面活性劑形成的復(fù)合物為模板水熱溶劑熱法制備銅的硫化物。考查模板濃度，反應(yīng)溫度，以及銅鹽，溶劑等條件對(duì)產(chǎn)物的影響。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了反應(yīng)機(jī)理。通過(guò)x—射線衍射(XRD)，掃描電鏡(SEM)，傅立葉紅外吸收光譜儀(FTIR)等表征結(jié)果，得到以下結(jié)論： 1.純水溶劑時(shí)制得樣品的形貌為線狀和球狀形貌。加入β—環(huán)糊精模板后不改變物相，但對(duì)晶體的形貌有調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)不同濃度的環(huán)糊精及不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響的研究，認(rèn)

3、為環(huán)糊精濃度可以加快晶核生成并加快晶體生長(zhǎng)。本試驗(yàn)條件下環(huán)糊精濃度為0.02mmol/L時(shí)可以更好的調(diào)節(jié)晶體生長(zhǎng)，所得樣品為粒徑大且均勻的球體。 2.升高溫度有利于晶體成核并加快晶體生長(zhǎng)速度，從而更好地調(diào)節(jié)晶體生長(zhǎng)。由X射線衍射結(jié)果看到溫度愈高樣品的衍射峰愈尖銳，說(shuō)明相對(duì)高溫下晶體生成情況比較好。在180℃時(shí)樣品的球體顆粒大并且均勻分散，晶體質(zhì)量高。 3.在β—環(huán)糊精和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)單獨(dú)為模板時(shí)，生成的樣品

4、晶體構(gòu)型為Cu1.8S，β—環(huán)糊精與十二烷基苯磺酸鈉形成的包合物模板不改變樣品的物相。β—環(huán)糊精與十二烷基苯磺酸鈉物質(zhì)量比為1：1的復(fù)合模板調(diào)節(jié)下樣品為球體，線狀和無(wú)定形顆粒形貌，包合物既具有β—環(huán)糊精的性能又具有十二烷基苯磺酸鈉的性能；β—環(huán)糊精和十二烷基苯磺酸鈉物質(zhì)量比為1：2時(shí)包合物調(diào)節(jié)下，生成均勻分散的球形顆粒；物質(zhì)量比1：4時(shí)樣品時(shí)有大量游離的十二烷基苯磺酸鈉，在包合物的作用下形成球體顆粒，而游離的十二烷基苯磺酸鈉導(dǎo)致樣品大量

5、無(wú)定形顆粒的出現(xiàn)。聚丙烯酰胺(PAM)模板及β-CD與聚丙烯酰胺復(fù)合模板也不改變晶體物相，聚丙烯酰胺作模板低濃度時(shí)形成帶狀形貌和無(wú)定形顆粒，高濃度下由于絮凝性質(zhì)，與銅離子形成絮凝膠，阻滯反應(yīng)，生成大量無(wú)定形小顆粒及塊狀團(tuán)聚。 4.銅源對(duì)產(chǎn)物的物相和形貌起關(guān)鍵作用。溶劑的改變也對(duì)樣品的物相和形貌有影響，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑時(shí)得到均勻的球體形貌。在N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，聚丙烯酰胺模板濃度的改變既可以影響樣品的