论文部分内容阅读
本论文进一步丰富和发展了水热/溶剂热技术在合成半导体纳米材料上的应用,利用有机分子辅助控制合成几种典型的半导体纳米材料,通过调节合成条件来控制产物的形貌,对合成的产物进行性能测试,期望所制备出的材料具有特殊的物理和化学性质。本论文的具体内容归纳如下:1.通过酒石酸和L-半胱氨酸共同作用,在水相中于180℃水热制备了非晶的蜂窝状Sb2S3微球,直径大约为3μm。FTIR、EDS、XPS分析结果均证实非晶态微球的成分是Sb2S3。在管式炉中250℃热处理得到正交相晶体Sb2S3 (JCPDS 06-0474),晶格常数为a=11.22A,b=11.31A,c=3.839A,煅烧后的产物保持了蜂窝状的形貌。实验结果分析表明酒石酸和L-半胱氨酸对形成非晶的蜂窝状Sb2S3微球起到至关重要的作用。此外,蜂窝状Sb2S3微球的形成机理可以用晶体生长的聚集机理来解释。相关工作发表在European Journal of Inorganic Chemistry上。2.利用L-赖氨酸的辅助作用,在水相中于200℃合成了纳米片组装的三维(3 D)的锡酸锌(Zn2Sn04)空心八面体分级结构。相比于其他需要高温热处理获得三维(3D) Zn2Sn04材料,本章采用的方法具有一定的优越性,并通过调节反应温度、氢氧化钠和L-赖氨酸的添加量实现对产物形貌和物相的控制。在对反应时间影响产物的研究基础上,探讨了纳米片组装的三维(3D) Zn2SnO4空心八面体分级结构的形成机理。结果表明氢氧化钠和L-赖氨酸的添加量对空心八面体形状的形成起到了决定性的作用。产物的室温光致发光谱图说明所制备的产物在500~600 nm有很强的发光性能。该项工作发表在Chinese Journal of Inorganic Chemistry上。3.利用硫代乙醇酸(TGA)的配位作用并作为反应原料,在180℃中水热处理合成了纳米颗粒附着的一维棒状有机/无机复合结构,棒的直径100~500nm,纳米颗粒的尺寸为50 nm左右。多种分析手段证实纳米颗粒为纤锌矿CdS,棒为Cd2+和TGA配合物,结果确定此复合物的组分为CdS0.65/Cd-TGA0.35。在400℃下于管式炉中热处理获得相应的纯相CdS超结构材料,并且保持了前驱物的形貌。光致发光谱(PL)结果表明退火前后产物都显示两个不同的发光位置:一个是480 nm的绿色发射带,另一个是570 nm可见光发射带,但有机/无机复合物的发光强度比退火后产物(纯相的CdS)的发光强度高很多。此外,在油酸分子的作用下,于乙醇胺和水的混合溶剂中制备了子弹头状的六方相CdS纳米粒子(JCPDS No.80-0006)晶格常数a=4.142 A, c=6.724 A,长约为100~150 nm、宽为80~120 nm。最后利用先前制备的有机/无机复合物作为自牺牲模板,在与分别含有Se2-和Te2-的水溶液中室温搅拌反应制备了直径在150~400 nm之间的CdSe和CdTe纳米管。