硫化鎘納米空心球及膠體球的制備及性能研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)的空心材料由于具有較大的內(nèi)部空間以及具有一定厚度的納米尺度的殼層，可作為藥物載體，在醫(yī)學(xué)和制藥學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用很廣。此外，空心材料與塊材相比還具有比表而積大、密度小等特性，可作為輕質(zhì)填料、催化劑、隔熱材料等。由于空心材料獨特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的性能，其研究受到人們廣泛的關(guān)注。目前空心材料的制備方法多采用模板法，為了避免雜質(zhì)的引進以及反應(yīng)過程的復(fù)雜，發(fā)展非模板方法制備空心材料是納米材科研究的一個重要方面。近年來，研究單分散性能優(yōu)異的膠體球的制

2、備是膠體化學(xué)領(lǐng)域頗受挑戰(zhàn)的主題，通過白組裝的方法，膠體球作為基本單元被廣泛應(yīng)用于制備光了晶體。高度單分散的具有高折射指數(shù)膠體球，是形成寬帶光子晶體的理想的基本單元。CdS，作為一種重要的半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化性能和發(fā)光性能，隨著尺寸的減小以及形貌的變化，CdS納米結(jié)構(gòu)的禁帶寬度發(fā)生明顯的變化，表現(xiàn)出不同于塊材的、更加優(yōu)異的光電性能，因而在催化、非線性光學(xué)、光吸收、傳感器和磁性材料等新材料方面有廣闊的應(yīng)用前景。本文利用水熱法對空心

3、結(jié)構(gòu)及單分散的膠體球進行了控制合成，并分別從材料制備，性質(zhì)分析、反應(yīng)條件、反應(yīng)機理等方面進行了系統(tǒng)的研究，初步研究了CdS納米空心球光催化降解亞甲基藍(lán)的效率。論文的具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)離子液體輔助水熱法制備CdS納米空心球
　　 目前CdS空心材料的制備多采用模板法。本文首次采用離子液體輔助的非模板方法釗備了尺寸約為130nm的CdS納米空心球，反應(yīng)過程簡單可重復(fù)。研究了反應(yīng)物摩爾比、溫度、添加劑等條件對Cd

4、S納米空心球形成的影響。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物摩爾比對產(chǎn)物形貌有較大的影響，只有在S過量的情況下，才能形成結(jié)構(gòu)較好的空心球；較低或較高的反應(yīng)溫度均不能形成結(jié)構(gòu)完善的CdS空心球：此外添加劑六亞甲基四胺(HMT)與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對于空心球的形成二者缺一不可，二者共同影響球形結(jié)構(gòu)的形成；離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六入氟磷酸鹽([bmim][PF6])對于.空心結(jié)構(gòu)的形成起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)不添加離子液體時得不到空心結(jié)構(gòu)。通過對

5、小同反應(yīng)時間段產(chǎn)物形貌的考察，初步認(rèn)為CdS納水空心球的形成機理為奧氏熟化作用。此外，研究了CdS空心球光催化亞甲基藍(lán)降解的效率，經(jīng)研究表明，CdS空心球由于具有較高的比表面積，因此能夠有效的催化亞甲基藍(lán)降解。
　　 (2)水熱法制備CdS膠體球
　　 CdS膠體顆粒由于具有較大的折射指數(shù)及特殊的光學(xué)、磁學(xué)等性能，在光子晶體領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。在本文中以CdCI2和硫代乙酰胺(TAA)為反應(yīng)物，以HMT和PVP為添加