寇华敏[1]2003年在《硫化物纳米半导体材料的溶剂热合成及结构表征》文中认为本文利用水热、溶剂热等液相法，在低温下通过改变反应条件制备了不同尺寸和形貌的Bi_2S_3、CdS和ZnS纳米结构半导体材料，利用XRD、TEM、SAED等测试手段对每一种材料进行了表征和分析。研究了反应条件(所用溶剂、反应温度、保温时间和表面活性剂等)对产物尺寸、形貌、纯度和结晶度的作用和影响。同时探讨了某些形貌的形成机理，以期实现形貌和尺寸的控制。 研究表明提高反应温度，延长保温时间会使产物尺寸明显增加。对于不同的反应起始物，其最佳溶剂也有所不同。对CdS的成棒机理，我们在现有的基础上做了进一步的发展，指出了分别影响长度和直径方向尺寸的主要因素。在ZnS制备中，通过改变反应起始物，我们得到了更加温和的反应条件。
沈宗华[2]2006年在《介孔MCM-41中纳米硫化锌的组装与表征》文中指出硫化锌材料具有许多特殊的光电性能,在薄膜电致发光装置、光电二极管、红外窗材料以及光催化剂等领域有着广泛的应用。纳米尺寸的ZnS因其能带宽度大于其相应的体相材料,而具有更广泛的应用前景。但其应用受制于其稳定性,因为纳米材料高的化学反应活性使其易于氧化、聚集,进而导致结构和性质的巨大变化,因此提高ZnS材料的稳定性十分必要。要达到这个目的可采用的方法即是将纳米材料组装到有固定孔道的模板中,或在其外表面镀一层惰性的薄膜。近年来,MCM-41因其规则的六方结构和均一孔径而成为一种广泛研究的组装载体。 本文利用溶剂热法、微波法和等体积浸渍法叁种方法在介孔MCM-41中组装ZnS纳米晶体,提高纳米ZnS材料的稳定性。并用X射线衍射(XRD),紫外可见光谱(UV-Vis),N_2吸附(N_2 adsorption-desorption isotherms),透射电镜(TEM)等手段对得到的材料进行表征。由XRD计算得到叁种方法制得的ZnS粒子尺寸在1.6～2.0nm间。ZnS的存在使MCM-41骨架强度降低,并导致比表面积、孔径和孔体积的减小。量子尺寸效应引起UV-Vis光谱蓝移28～45nm。表征结果表明由溶剂热合成的纳米ZnS材料主要集中在孔内,尺寸较小且载体MCM-41骨架结构保持完整,证明溶剂热法是一种有效的组装方法。最后对溶剂热法考察实验条件发现本文所提出的溶剂热合成法,可以在较宽的合成条件下获得ZnS/MCM-41材料,并得到了最佳实验条件: (1)硫化过程:H_2S流速80ml/min;硫化温度120℃;硫化时间2h;固定床硫化。 (2)制备ZnO/MCM-41过程的最佳实验条件:反应物浓度为0.03M;晶化温度为70℃;晶化时间为2h;无水乙醇为溶剂;选乙酸锌为锌源。
杨媛媛[3]2008年在《硒化物和锌掺杂硒化镉纳米晶的溶剂热合成及表征》文中研究表明近年来,纳米半导体材料由于其独特的光、电性能,一直是十分活跃的研究领域。如何实现对纳米半导体材料形貌的有效控制是现如今困扰科学家的难题之一。目前已开发了多种方法用于纳米半导体材料的制备,叁维半导体纳米材料的制备技术也有了较大的发展,但以往的制备方法多数须使用苛刻的反应条件并且反应条件难达到。寻求合理的合成方法,以实现对叁维半导体纳米粒子的形貌控制已成为纳米技术与多学科交叉领域的研究热点之一。本论文把溶剂热技术拓展到叁维纳米金属硒化物的制备中,合成出新颖形貌的纳米/微米花、纳米片及纳米棒,分析了晶体的形成机理。通过透射电镜、场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、紫外-可见光谱仪(UV-VIS)对合成的纳米/微米晶进行了结构表征分析与光学性能测试。已经完成的主要工作包括以下叁个方面:1.圆锥花状硒化锌微结构的溶剂热法制备及结构表征以乙二胺-乙醇为溶剂,采用溶剂热法成功合成了具有六个圆锥“花瓣”的花状硒化锌微结构。SEM结果表明,每个圆锥形花瓣长约3μm,宽约2μm,且尺寸均一;XRD结果表明,所得到的圆锥花状结构是由ZnSe纳米片层堆积而成,属于六方晶型。2.锌掺杂硒化镉Cd1-xZnxSe(x = 0.1-0.3)纳米片的溶剂热法制备与结构表征以乙二胺为溶剂,采用溶剂热法在180℃下分解相应的混合金属前驱体反应12 h合成出晶形均匀,厚度不到20 nm的刺状Cd0.9Zn0.1Se纳米片;反应24 h合成出晶形良好,厚度不到50 nm的菊花花瓣状Cd0.9Zn0.1Se纳米片。XRD结果表明,所得产物是六方相纤锌矿结构。UV-VIS分析表明,Cd1-xZnxSe(x = 0.1-0.3)纳米片与同种方法制得的CdSe相比,发生了明显的蓝移现象。3.锌掺杂硒化镉Cd1-xZnxSe(x = 0.1-0.3)纳米棒的溶剂热法制备与结构表征以水合肼为溶剂,采用溶剂热法在180℃下分解相应的混合金属前驱体(x = 0.1-0.3)反应12 h成功合成了Cd1-xZnxSe(x = 0.1-0.3)纳米棒。当以1 mmol乙酸锌和9 mmol乙酸镉配比(x = 0.1)进行反应,可得到结晶较好、长度约为50-100nm的松树枝状Cd0.9Zn0.1Se纳米短棒;当以2 mmol乙酸锌和8 mmol乙酸镉配比(x = 0.2)进行反应,得到晶形均匀、长度约为100-200 nm的Cd0.8Zn0.2Se纳米棒,纳米棒大规模均匀树枝状生长;当以3 mmol乙酸锌和7 mmol乙酸镉配比(x = 0.3)进行反应,得到的产物为大量结晶良好、长度约为200-300 nm的Cd0.7Zn0.3Se树枝状长纳米棒结构。UV-VIS分析表明,Cd1-xZnxSe(x = 0.1-0.3)纳米棒有明显的蓝移现象;并且随着反应物浓度的增加,Cd1-xZnxSe的吸收峰逐渐蓝移。
石岩[4]2013年在《Ga/In硫化合物的溶剂热/水热合成及光电性能研究》文中提出近年来，能源危机威胁着世界经济的发展，而太阳能电池是有望解决这一大问题的潜在方法。太阳能电池主要原料为纳米半导体材料，且III-V族、II-VI族及III-VI族等半导体是目前材料学研究的一个热点，纳米半导体材料被认为是21世纪最有前途的学科之一。本课题通过溶剂热制备硫化镓粉体，水热法制备硫化铟粉体。探讨溶剂、原料配比、反应物浓度、模板剂及反应温度对硫化镓及硫化铟粉体表面形貌及结构组成的影响。通过扫描电子显微镜表征硫化镓及硫化铟粉体的表面形貌；通过X射线粉末衍射分析硫化镓及硫化铟粉体的结构与物相组成；通过透射电子显微镜表征硫化镓粉体的内部形貌。采用固态荧光光谱分析硫化镓的光致发光性质；通过紫外-可见吸收光谱探讨硫化铟的光吸收性能；通过表面光电压光谱表征硫化镓及硫化铟表面光电压性质。将制备出的硫化镓及硫化铟粉体用于太阳能电池，通过J-V测试电池效率，从而进一步研究它们的光电性能。采用溶剂热法制备硫化镓粉体，探讨反应条件得到4种一维、3种二维及4种叁维粉体，XRD主要衍射峰与标准谱图JCPDS No.43-0916对应。根据测试结果表明，一维硫化镓粉体都为纯相，受尺寸效应影响随粒径变小，光致发光最大发射波长蓝移，受表面效应影响，表面光电压光谱谱峰红移；二维硫化镓粉体都为纯相，同样受尺寸效应影响随粒径变小，光致发光最大发射波长蓝移，受粒子间距影响，随着粒径变大，表面光电压光谱谱峰发生宽化；叁维硫化镓粉体的光致发光最大发射波长范围较大，片组成的花状的叁维硫化镓粉体，随着花的粒径变小，表面光电压光谱谱峰发生红移。采用水热法制备硫化铟粉体，考虑溶剂及温度影响，确定水为溶剂，温度为165℃反应两天。探讨反应物浓度、模板剂及反应物配比，制备出纯相且形貌均一规则的空心、实心球状等硫化铟粉体。根据UV、TG、SPS可知禁带宽度约1.9eV，480℃以下热稳定，硫化铟表面光电压信号在300~700nm间最强。并将制备出的硫化镓、硫化铟粉体采用滴加法及共混法改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极，优化了光阳极制备工艺。实验结果表明，一维、二维、叁维硫化镓采用表面滴加法应用在DSSCs上，电池效率二维粉体>一维粉体>叁维粉体，光电转换效率最高达到5.5%，比空白高22%(空白效率4.5%)。将空心、实心球状硫化铟粉体采用滴加法应用在DSSCs上，电池效率：实心球>空白>空心球。硫化铟共混法应用在DSSCs上，空心球与实心球都是与P25共混比为1:4时，光电转换最大，分别为6.6%和5.8%。
王美娟[5]2010年在《硫化铅和硫化亚锡微纳米晶的制备及表征》文中研究指明Ⅳ-Ⅵ族金属硫化物是重要的窄带隙半导体材料,因其优良的非线性光学性质、发光性质、量子尺寸效应及其它重要的物理化学性质,被广泛应用于各个研究领域。制备金属硫化物新颖形貌的微纳米晶,探索其生长机制,进而实现对尺寸、维度及物性的调控,对于深入研究微纳米结构与物性的关联,最终实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要意义。本论文选取了两种有代表性的金属硫化物作为研究对象,制备出不同形貌的微纳米晶,对它们的形成机理和性质进行了研究。研究内容包括两个部分：(1)以硝酸铅(Pb(N03)2)和乙基黄原酸钾(CH3CH20CSSK)为原料,通过改变溶剂、反应时间及反应物配比,分别制备得到了立方结构、纳米棒状结构、由纳米立方体组装成的微球型结构的PbS。XRD结果表示,所得到的PbS微纳米晶属于面心立方晶系。分析了反应条件对不同形貌PbS形成机理的影响。(2)以氯化亚锡(SnCl2·2H20)和乙基黄原酸钾(CH3CH20CSSK)为原料,通过改变溶剂、反应物浓度、反应时间及反应物配比,制备得到了SnS纳米棒、纳米带及由纳米带和纳米棒组成的微球结构。XRD结果表示,所得到的SnS属于正交晶系。通过对不同反应时间下所得产物的表征,分析讨论了各种形貌的SnS微纳米晶的形成机理。通过荧光光谱法比较了不同形貌SnS的光学性质；通过循环伏安法测试比较了几种SnS产物的电化学性能。
吕丽云[6]2009年在《硫化物纳米材料的制备及表征》文中认为近年来,纳米硫化物因其独特的物理和化学性质而成为相关领域的研究热点,其在电子学、光学、陶瓷、生物和医学等领域所拥有的巨大开发潜力和应用价值引起人们的广泛关注。本文采用液相离子交换法,对常规及水热合成环境下纳米Ag_2S, Bi_2S_3和CdS的制备反应进行了系统研究,获得了尺寸不同、形貌各异的上述叁种纳米材料。本实验以Na_2S和Na_2S_2O_3为硫源,PVP和CTAB为保护剂,AgNO_3, Bi (NO_3)_3和Cd(NO_3)_2分别为银、铋和镉的前驱体,分别研究了不同体系下的反应物浓度、反应温度以及反应时间等参数对纳米硫化物尺寸以及形貌的影响,通过TEM, XRD和UV-Vis等手段对样品的粒径、形貌和结构进行了表征,探讨了纳米硫化物晶体的生长规律及其影响因素。研究结果表明:在常规和水热两种反应条件下,对实验结果的主要影响因素不同。其中,以AgNO_3和Na_2S为原料,PVP (K30)为保护剂所构成的体系为例,常规液相离子交换反应中,反应时间对实验结果影响最大,通过对其调节可以将硫化银粒径控制在20–37 nm之间。在水热体系中,填充度和保温时间是影响实验结果的两个主要因素。当调节填充度为85.00%,在180°C下持续保温13 h制备得到长度在89–114 nm之间,长径比为2–3的棒状纳米硫化银。当调节填充度为42.50%,在160°C下持续保温10 h,制备得到长度在70–90 nm之间的梭状纳米硫化银。此外,本实验还分别考察了CTAB做保护剂以及Na_2S_2O_3做硫源的硫化银反应体系,并且将制备Ag_2S的实验方法拓展于制备Bi_2S_3纳米棒和CdS纳米球反应过程中。
魏峰[7]2005年在《水热法合成Ⅱ-Ⅵ族氧硫化物的纳米结构及其光学性能研究》文中指出纳米结构—被定义为在1～100纳米之间至少是一维的结构——由于它带来的特殊而又令人着迷的性质和优于块体材料的用途,引起了人们的兴趣。对于现代科学技术的发展来说,制备此类微细结构的能力是必不可少的。自上世纪八十年代以来,纳米科技经过了二十多年的发展历程,对于纳米粉体合成技术已经取得了很多成果。但是,对于纳米结构的认识及其相应的基础研究还很薄弱。而现代科技的发展中,微型化在众多领域中成为一种发展趋势,比如信息存储、微纳器件组装等。这就要求我们必须尽快发展对纳米结构材料的理论研究。最近,由于在应用物理学科独特的用途和纳米器件的制造,一维纳米结构如线、棒、带、管和中空结构成为众多研究领域中的焦点。一维纳米结构被普遍认为它提供了一个很好的体系以研究电、热传导和尺寸的减小(量子细化)对力学性能的影响因素。并且有望在中继电线和纳米尺度的电子、光电、电化学和电子机械器件功能单元中发挥更大的作用。空心结构则在介观尺度研究和纳米结构组装上具有重要研究意义。 众所周知,纳米半导体材料由于其独特的光、电性能,一直是十分活跃的研究领域。其中,Ⅱ-Ⅵ族纳米金属氧硫化物一直是研究的热点对象。其一维纳米结构由于较其量子点材料具有特殊的性质,在众多领域都具有很大潜在的应用价值。而以空心球为代表的新颖材料也越来越得到关注。 水热溶剂热制备技术是一种设备简单、操作容易的一种常用制备手段。该法的主要优势在于多数材料能够在临近临界点的加热加压系统下,在一种适宜的溶剂中溶解。因此,这种方法理论上对于任何一种固体都有较好适用性,特别是金属氧化物。自Heath及其合作者开拓了利用溶剂热法制备半导体纳米线
孙琰[8]2008年在《低温下硫化铋纳米晶的可控合成及机理研究》文中研究表明本论文主要围绕半导体材料Bi_2S_3的低温合成及其微结构控制展开研究。具体内容如下:首先,将硝酸铋(Bi(NO_3)_3)·5H_2O的DMF(N,N-二甲基甲酰胺)溶液,缓慢加入到黄原酸钠(C_3H_7OCSSNa)的DMF溶液中,在60-80℃水浴中反应24h,成功制备得到带状硫化铋纳米晶,通过X射线衍射(XRD),X射线能谱(EDS),拉曼光谱(Raman)等表征手段分析证明:所得到的产物为正交晶型,且结晶性较好,纯度较高;通过使用透射电子显微镜(TEM)测试分析,得知产物为形貌均一的纳米带,直径为10-20nm,长度为5μm左右,长径比较大;通过紫外-可见光谱分析,根据(ahv)~2～hv的关系曲线,得到Bi_2S_3纳米带的Eg约为1.67eV,与块体Bi_2S_3(1.3ev)相比增加了0.37eV,在光电领域有潜在的应用价值。在此实验基础上,通过变换溶液的加入方式,即将的黄原酸钠(C_3H_7OCSSNa)的DMF溶液,缓慢加入到硝酸铋(Bi(NO_3)_3)·5H_2O的DMF溶液中,在60-80℃水浴中反应24h,成功制备得到刺猬状硫化铋微晶,TEM和SEM显示:所得的刺猬状硫化铋微球直径为2-3μm,表面为直径约为10nm的纳米棒束组成。另外,将的黄原酸钠(C_3H_7OCSSNa)的DMF溶液和硝酸铋(Bi(NO_3)_3)·5H_2O的DMF溶液在室温下混合,然后在80℃水浴中反应12h,制备得的线球状硫化铋微球,这些微球直径也是2-3μm,但与前一种不同的是,它是有大量直径约为10nm的纳米带组成。以二硫化碳(CS_2)和硝酸铋(Bi(NO_3)_3)·5H_2O为原料,通过更换反应溶剂,在60-80℃水浴中反应12h至48h,成功制备出梳状和刺球状的硫化铋纳米晶。采用XRD,EDS,Raman等测试手段证明了产物为较纯的Bi_2S_3晶体;同时对他们进行了透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对合成产物的形貌进行了表征:前一种方法得到了大量形貌均一的梳状产物,其组成单位,硫化铋纳米捧直径不到10nm,后一种方法得到的是由纳米棒组成的球状团聚体,其直径为2-5μm。最后,通过正交对比实验,研究了在各种条件下产物的结晶度和形貌变化,探讨了各种反应条件对产物形貌的影响及其形成机理。
王红妮[9]2006年在《水热/溶剂热法合成纳米/微米结构金属硒化物及其性能研究》文中提出纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的一种新的体系，包括一维、二维、叁维体系。如何实现对纳米颗粒形状的有效控制是困扰科学家的难题之一。目前已开发了多种方法用于纳米半导体材料的制备。低维半导体纳米材料的制备技术虽已有较大发展，但以往的制备方法多数须使用苛刻的反应条件。寻求合理的合成方法，以实现对纳米粒子的形状控制已成为纳米技术与多学科交叉领域的研究热点之一。水热制备技术因设备简单、操作容易而成为一种常用的制备纳米／微米结构的手段。 论文中采用水热／溶剂热法合成了几种纳米／微米结构，通过透射电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪、紫外-可见光谱等进行了结构表征与性能测试。主要包括： 1．圆锥花状硒化锌微结构的溶剂热法合成。以乙二胺-乙醇为溶剂采用溶剂热法成功合成了圆锥花状、具有八个或多个“花瓣”的硒化锌微结构。结果表明，所得圆锥花状结构是由片层堆积而成。分析表明，圆锥花状结构是由六方结构硒化锌单晶构成。 2．硒化锌纳米／微米球体的溶剂热法合成与表征。以氢氧化钠-水合肼为溶剂，合成理论上具有空心结构的硒化锌纳米／微米球。结果表明，所得纳米球体直径约为200nm，球体是由粒径为几纳米的纳米粒子聚集而成。合成的微米球与常规块体硒化锌相比发生明显蓝移现象，具有优异的光学性能。 3．硒化镉纳米棒状结构的制备与表征。以二乙醇胺-乙醇为溶剂，采用溶剂热法合成了六方晶相硒化镉纳米棒，尺寸均一、分散性好，长径比在4以上。 4．硒纳米棒的合成与表征。采用水热处理方法，以尿素为助溶剂，在较低温度下合成了呈发散状生长的硒纳米棒。所合成的硒纳米棒状结构直径为几十纳米，表面光滑。分析表明，这些棒状结构为六方晶相。
闫晓燕[10]2011年在《水热法制备硫化锌基纳米材料研究》文中研究表明目前,有关ZnS基纳米材料的研究已经成为国际上半导体材料研究领域的热点之一。在短短的几年时间内,ZnS基纳米材料的研究已经取得了长足的进步。对ZnS基纳米材料的制备大体可分为物理法和化学法两类,其中基于溶液的化学合成方法由于操作简单、不需要贵重仪器、价格低廉等优点受到纳米材料制备领域的青睐,但由于反应物在溶液中反应过程复杂,所以反映结果不易控制,反应机制仍待明确。首先,采用水热法以水合肼作为溶剂,制备出均匀一致的纤锌矿双螺旋结构ZnS纳米棒。在所制得的纳米结构中,双螺旋纳米结构生长方向一致,都沿着[001]方向生长。在考察实验条件对产物物相和形貌影响的基础上,探讨了溶剂的作用和产物的形成机理。同时研究了产物的紫外吸收和光致发光性能。其次,以尿素为矿化剂制备ZnS纳米颗粒。样品粒径在10nm左右,为多晶结构。实验表明,采用尿素为矿化剂,在较宽温度范围内可以制备出ZnS纳米颗粒。该方法中采用的矿化剂—尿素可用于制备其他Ⅱ—Ⅵ族半导体纳米材料。同时,以乙二胺和水为溶剂,制备了锰掺杂的ZnS纳米粒子,探讨了反应温度和掺杂离子浓度对对ZnS:Mn纳米晶晶体结构和发光性质的影响。结果表明,锰离子掺杂浓度对硫化锌的发光强度有一定影响,对其生成和晶型无明显影响。合成ZnS:Cu纳米粉体,产物均为立方相结构,粒径大小约为10nm。在材料的紫外可见吸收光谱中,出现了明显的蓝移现象。研究了铜物质的量分数在0.5—1.5%范围内变化时对ZnS纳米粒子光致发光特性的影响。发现微量杂质铜的掺入在ZnS晶体中产生新的能级是导致光谱分裂的主要原因。并初步探讨了不同发射波长的发射机理。
参考文献：
[1]. 硫化物纳米半导体材料的溶剂热合成及结构表征[D]. 寇华敏. 合肥工业大学. 2003
[2]. 介孔MCM-41中纳米硫化锌的组装与表征[D]. 沈宗华. 大连理工大学. 2006
[3]. 硒化物和锌掺杂硒化镉纳米晶的溶剂热合成及表征[D]. 杨媛媛. 青岛科技大学. 2008
[4]. Ga/In硫化合物的溶剂热/水热合成及光电性能研究[D]. 石岩. 哈尔滨工业大学. 2013
[5]. 硫化铅和硫化亚锡微纳米晶的制备及表征[D]. 王美娟. 南京理工大学. 2010
[6]. 硫化物纳米材料的制备及表征[D]. 吕丽云. 天津大学. 2009
[7]. 水热法合成Ⅱ-Ⅵ族氧硫化物的纳米结构及其光学性能研究[D]. 魏峰. 青岛科技大学. 2005
[8]. 低温下硫化铋纳米晶的可控合成及机理研究[D]. 孙琰. 南京理工大学. 2008
[9]. 水热/溶剂热法合成纳米/微米结构金属硒化物及其性能研究[D]. 王红妮. 青岛科技大学. 2006
[10]. 水热法制备硫化锌基纳米材料研究[D]. 闫晓燕. 兰州理工大学. 2011
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