納米硫化物和氧化物的濕化學合成與形貌控制研究.pdf

1、納米結構及其相關的復合結構具有許多有趣的與尺寸和形貌相關的性能。利用納米結構材料的特殊性能可以設計全新的電子、光子、傳感等納米器件，具有廣闊的潛在應用前景。本論文針對已有納米材料制備方法存在的工藝復雜、成本較高的問題，采用設備條件要求不高、適應性強的濕化學方法，選擇典型的半導體材料為研究對象，通過對反應介質、結構導向劑以及制備工藝的精心選擇和設計，在相對溫和、簡單的條件下實現(xiàn)了對納米材料在尺寸和形貌等方面的可控合成，并對生長機理進行了探

2、討。論文主要內容歸納如下： 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+含量對光譜性能的影響。結果表明隨著Mn2+含量的增加，其直徑基本不變，但長度變短，形貌變的較雜亂，并且伴隨有顆粒產生。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節(jié)元素，能有效的調節(jié)MS納米棒的光學性能。 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體

3、的微結構和形貌，并在此基礎上對粉末擇優(yōu)取向生長機理進行了探討。結果表明，在113℃下合成的前驅體的擇優(yōu)取向最為明顯，該溫度下前驅體的生長主要沿著[100]晶向擇優(yōu)取向并且具有最好的空間交叉棒形貌。提出了水熱合成過程中產生的密實粒子或短棒以“棒—棒”相接的生長模式形成更長的棒狀或者交叉棒的生長機理。 2．利用簡單的自組裝化學反應，將CuS均勻地包覆于PSA乳膠粒模板的表面，形成PSA/CuS的核/殼結構微球，用有機溶劑溶去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。 采用超聲振動法，利用PEG作為結構誘導軟模板成功制備了Bi2S3納米棒，分析了不同時間Bi2S3納米棒的生長形貌，提出了“粒子—粒子”自組裝連接生成Bi2S3納米棒的生長機理，并通過紫外吸收光譜估算出了Bi2S3納米棒的光學帶隙寬度。 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稱結構的Cu2—xS晶體，探討了不同

5、乙二胺/水體積比對形貌的影響，提出了雙層十二對稱結構是源于六邊形微盤組裝而成的生長機理。 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、刺球狀和海膽狀復雜而有趣的形貌，探討了溫度對形貌變化的影響及相應的生長過程。 4．采用微乳液法，通過調節(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構，探討了形貌對CeO2納米晶的比表面積