碳量子點(diǎn)與硒化鋅納米材料的水熱法制備與性能研究.pdf

1、低維納米材料因其在光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)展現(xiàn)出的獨(dú)特性能，已經(jīng)引起了眾多學(xué)者的極大關(guān)注。而如何實(shí)現(xiàn)對納米材料形貌、尺寸的有效控制也一直是科學(xué)家們面臨的重要難題。同種納米材料因其形貌、尺寸的差異會直接展現(xiàn)出不同的性能，因此針對不同的納米材料，尋求合適、易實(shí)現(xiàn)、可量產(chǎn)的合成方法一直是納米合成技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。水熱法因其操作難度低、反應(yīng)設(shè)備簡單、合成條件溫和、制備體系穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為一種常規(guī)納米材料制備的手段。
　　本課題采用水熱法

2、，改變部分反應(yīng)條件，成功合成了幾種不同粒徑的碳量子點(diǎn)材料與不同形貌的ZnSe納米結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩種材料形貌、尺寸的可控性。采用X射線衍射儀（XRD）、拉曼光譜儀、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線能譜儀（EDS）、掃描電鏡（SEM）、場發(fā)射儀和熒光光譜儀對碳量子點(diǎn)及硒化鋅樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征與性能測試。主要內(nèi)容包括：
　　（1）以葡萄糖為碳源、聚乙二醇為表面修飾劑，在不同酸堿程度的反應(yīng)液中水熱不同時(shí)間，形成了不同粒徑的碳量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)

3、，表面修飾劑添加量的多少、反應(yīng)時(shí)間、酸堿環(huán)境都會對碳量子點(diǎn)的尺寸產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)表面修飾劑添加量不足時(shí)，碳量子點(diǎn)尺寸偏大，易發(fā)生聚合；當(dāng)修飾劑濃度達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，碳量子點(diǎn)尺寸在2.5-3nm，可激發(fā)波段較寬，熒光性能良好；當(dāng)修飾劑濃度過大時(shí)，量子點(diǎn)難以合成。反應(yīng)時(shí)間的加長會直接引起碳量子點(diǎn)尺寸的增加。而在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的環(huán)境下，合成的碳量子點(diǎn)尺寸適中，熒光性能穩(wěn)定；相反在中性環(huán)境下，量子點(diǎn)尺粒徑達(dá)到10nm以上，熒光性能并不理想。

4、>　?。?）通過改變二乙醇胺的添加量，水熱合成了三種不同形貌的硒化鋅納米材料。當(dāng)二乙醇胺添加量達(dá)到3ml時(shí)，大量的雜草狀ZnSe納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，平均長度4μm；當(dāng)二乙醇胺為5ml時(shí)，針狀ZnSe納米結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，平均長度6.5μm；當(dāng)二乙醇胺為7ml時(shí)，菊花狀 ZnSe納米結(jié)構(gòu)生成。通過XRD圖譜分析，三種樣品皆為立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)。在場發(fā)射性能測試中，三種樣品都展現(xiàn)出了優(yōu)異的場發(fā)射性能，其中菊花狀硒化鋅由于其獨(dú)特的形貌讓其在場發(fā)射性能上達(dá)到了最