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Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体是直接带隙半导体,其能量覆盖了整个可见光范围,是一种重要的光敏材料。ZnS半导体纳米材料不仅具有宽频带强吸收,还能产生光学非线性响应,具有更优异的光电催化活性,在发光材料、非线性光学材料、光催化材料等方面应用广泛,同时ZnS也是一种良好的基质材料,向ZnS基质掺杂激活剂后能够得到发光性能优异的掺杂型半导体纳米发光材料。本课题研究了ZnS:Cu纳米发光材料的制备和发光性质,以及对金属离子的检测作用,并在此基础上对其表面进行修饰,目的在于降低表面态影响,提高纳米粒子发光性能,本论文主要工作总结如下:1.采用了水相合成法制备了Cu离子掺杂的ZnS纳米粒子,分别研究了铜离子掺杂浓度、反应温度、回流时间、pH值、锌硫比对ZnS∶Cu纳米粒子光致发光性质的影响。通过荧光分光光度计(PL、PLE)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)检测分析了纳米粒子的光学性能,通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征。分析结果显示实验合成了闪锌矿结构的ZnS:Cu纳米晶,其粒径均匀成球状,分散性较好,粒径在2nm左右。通过单因素分析法得出了制备最佳发光性能ZnS:Cu纳米粒子的实验条件:铜离子掺杂浓度1.0at%,回流时间4h,pH值11,锌硫比为2:1。2.以ZnS:Cu纳米晶为核心,分别在其表面包覆了ZnS、CdS壳层,制备了不同壳层厚度的ZnS:Cu/ZnS和ZnS:Cu/CdS核壳结构纳米晶。利用XRD、TEM、UV-Vis和PL等分析方法对纳米晶的结构、形貌和光学性质进行了表征。结果发现适当的厚度的壳层可以有效的提高ZnS:Cu纳米粒子的发光强度,不同的壳层材料对ZnS:Cu晶核的发光性质影响有所区别。具体结论如下:(1)研究了不同厚度的ZnS壳层对ZnS:Cu纳米粒子发光性质的影响,采用XRD、PL、PLE和UV-vis等测试方法对其进行了表征。从PL看出随着壳层的增厚,发射峰强度先增加后减小,发光位置随壳层厚度增加出现蓝移,当ns/nc为2.5时发光强度达到最大。由UV-vis和TEM可以看出随着壳层的增厚,粒子逐渐长大形成ZnS:Cu/ZnS核/壳结构。(2)研究了不同厚度的CdS壳层对ZnS:Cu纳米粒子发光性质的影响,采用XRD、PL和UV-vis等测试方法对其进行了表征。从PL看出随着壳层的增厚,发射峰强度先增加后减小,发光峰位置出现红移,当ns/nc为1时纳米粒子发光强度达到最大,由此可以看出适当厚度的CdS壳层对于ZnS:Cu纳米粒子具有较好的修饰作用,可以提高发光强度。由UV-vis和TEM可以看出随着壳层的增厚,粒子逐渐长大形成ZnS:Cu/CdS核/壳结构。3.用ZnS:Cu量子点来作为离子探针对各种常见的金属离子进行检测,结果发现ZnS:Cu量子点对重金属Pb离子具有很好的选择作用。然后进一步对Pb离子进行了不同浓度的检测,得到了线性良好的Stern-volmer方程。我们制备的ZnS:Cu量子点可以作为离子探针对重金属Pb离子进行定量研究。