納米硫化物和氧化物的濕化學(xué)合成與形貌控制研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的復(fù)合結(jié)構(gòu)具有許多有趣的與尺寸和形貌相關(guān)的性能。利用納米結(jié)構(gòu)材料的特殊性能可以設(shè)計(jì)全新的電子、光子、傳感等納米器件，具有廣闊的潛在應(yīng)用前景。本論文針對(duì)已有納米材料制備方法存在的工藝復(fù)雜、成本較高的問(wèn)題，采用設(shè)備條件要求不高、適應(yīng)性強(qiáng)的濕化學(xué)方法，選擇典型的半導(dǎo)體材料為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)反應(yīng)介質(zhì)、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑以及制備工藝的精心選擇和設(shè)計(jì)，在相對(duì)溫和、簡(jiǎn)單的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米材料在尺寸和形貌等方面的可控合成，并對(duì)生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探

2、討。論文主要內(nèi)容歸納如下： 1．采用水熱法成功合成了Mn2+摻雜MS(M=Zn、Cd)納米棒，探討了Mn2+含量對(duì)光譜性能的影響。結(jié)果表明隨著Mn2+含量的增加，其直徑基本不變，但長(zhǎng)度變短，形貌變的較雜亂，并且伴隨有顆粒產(chǎn)生。MS納米棒的紫外吸收光譜和熒光光譜都逐漸紅移，表明Mn2+是一種重要的光譜調(diào)節(jié)元素，能有效的調(diào)節(jié)MS納米棒的光學(xué)性能。 采用十二烷基苯磺酸鈉輔助水熱法制備了ITO交叉棒。研究了不同溫度下合成的前驅(qū)體

3、的微結(jié)構(gòu)和形貌，并在此基礎(chǔ)上對(duì)粉末擇優(yōu)取向生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，在113℃下合成的前驅(qū)體的擇優(yōu)取向最為明顯，該溫度下前驅(qū)體的生長(zhǎng)主要沿著[100]晶向擇優(yōu)取向并且具有最好的空間交叉棒形貌。提出了水熱合成過(guò)程中產(chǎn)生的密實(shí)粒子或短棒以“棒—棒”相接的生長(zhǎng)模式形成更長(zhǎng)的棒狀或者交叉棒的生長(zhǎng)機(jī)理。 2．利用簡(jiǎn)單的自組裝化學(xué)反應(yīng)，將CuS均勻地包覆于PSA乳膠粒模板的表面，形成PSA/CuS的核/殼結(jié)構(gòu)微球，用有機(jī)溶劑溶去PSA乳

4、膠粒模板后，可以得到殼厚20nm、孔直徑120nm且大小均勻表面光滑的CuS空心微球。 采用超聲振動(dòng)法，利用PEG作為結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)軟模板成功制備了Bi2S3納米棒，分析了不同時(shí)間Bi2S3納米棒的生長(zhǎng)形貌，提出了“粒子—粒子”自組裝連接生成Bi2S3納米棒的生長(zhǎng)機(jī)理，并通過(guò)紫外吸收光譜估算出了Bi2S3納米棒的光學(xué)帶隙寬度。 3．采用乙二胺/水溶劑熱法，選擇不同的硫源，合成了具有雙層十二對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的Cu2—xS晶體，探討了不同

5、乙二胺/水體積比對(duì)形貌的影響，提出了雙層十二對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)是源于六邊形微盤(pán)組裝而成的生長(zhǎng)機(jī)理。 采用二甘醇溶劑熱法合成了包含少量水合氯化銦(InCl3·3H2O)的In(OH)3晶體，它們可呈現(xiàn)出棉花狀、刺球狀和海膽狀復(fù)雜而有趣的形貌，探討了溫度對(duì)形貌變化的影響及相應(yīng)的生長(zhǎng)過(guò)程。 4．采用微乳液法，通過(guò)調(diào)節(jié)微乳液中起始溶液的pH值，合成了CeO2的納米球和納米棒晶體。分析了樣品的組成和結(jié)構(gòu)，探討了形貌對(duì)CeO2納米晶的比表面積