综合实验 纳米硫化锌的可控合成和光电性能研究

ZnS纳米材料的可控合成及光电性能的研究ZnS纳米材料的可控合成及光电性能研究一、实验目的（1）了解ZnS纳米晶的结构特点、性能及用途；（2）了解并掌握缓释合成ZnS纳米晶的原理和方法；（3）掌握纳米ZnS光电性能研究的方法（4）练习称量，溶解，离心，干燥，定容等基本操作（5）熟悉酸度计，粒度测定仪，分光光度计的使用方法（6）了解利用光催化处理印染废水的原理和方法。

二、实验原理传统的直接沉淀法制备ZnS粒子的反应过程可用以下方程式进行描述：Zn2+ + S2- → ZnS对于由Zn2+和S2-直接生成ZnS的快速沉淀过程，ZnS的生成可瞬间完成，其成核速率与生长速率很快，这种方法合成的ZnS会因为初始阶段混合的不均匀性而使产物粒子尺寸分布较宽。

为了避免上述现象，本实验通过液相法，首先将锌离子与络合剂EDTA生成络合物前躯体，可实现反应物反应前分子尺度的均匀混合。

以硫代乙酰胺（TAA）为硫源，利用均匀沉淀法来制备ZnS纳米粒子。

具体设计的反应式如下：CH3CSNH2 → CH3CN + 2H+ + S2-S2- + M2+ (M=Zn, Cd, Cu) → MS从上述反应过程可以看出，均匀沉淀法原理是在一定条件下制得含有所需反应物的稳定前体溶液，通过迅速改变溶液的酸度和温度来促使颗粒大量生成，由于在这个过程中反应物可以实现分子尺寸的均匀混合；同时TAA释放硫源是缓慢进行的，使得反应过程变得可控，从而避免了由于沉淀剂的加入造成沉淀剂瞬时局部过浓现象，克服了传统也想直接沉淀法制备纳米材料的不足。

如果能找到一个合适的络合物，它能够与溶液中的Zn2+络合形成相对稳定的络合物前驱体，由于该络合物前驱体具有适当的稳定性，就可以实现反应物反应前贩子尺度的均匀混合。

同时，通过改变外界条件，来实现Zn2+的缓慢释放，以达到TAA做硫源的相同效果。

乙二胺四乙酸（EDTA）分子中具有六个可以与金属离子形成配位键的原子，它的两个氨基氮和四个羧基氧原子都有孤对电子，能与金属离子形成配位键，因此EDTA能与许多金属离子形成稳定的络合物。

掺杂硫化锌的制备与光学特性的研究作者：史新宇孙元平李剑平徐宝龙来源：《硅谷》2009年第15期[摘要]采用共沉淀法制备Co2+/Ni2+掺杂的ZnS纳米材料,对所制备样品进行XRD、SEM 和PL表征。

结果表明,样品的发光峰是ZnS及掺杂离子复合作用产生的发光峰,样品分别在438nm、469nm、504nm、531nm、562nm和602nm波段表现出发光特性,并简要介绍其发光机理。

[关键词]硫化锌掺杂光致发光谱中图分类号:O43文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810005-02纳米材料具有特殊的物理化学特性,例如具有独特的表面效应、量子限域效应及宏观量子隧道效应等,因而纳米材料在光学、电学、催化等领域呈现出许多优异的性能。

近年来,半导体纳米材料激起众多研究者的兴趣。

ZnS作为一种过渡金属硫化物,是宽禁带(3.66eV)II-VI族半导体,也是一种重要的发光材料[1],1994年,Bragava报道了在纳米ZnS基质中掺入Mn2+后,其发光量子效率大大提高[2],从而引发了人们对掺杂微粒中杂质离子与基质之间相互作用等问题中新的物理化学内容广泛的兴趣。

我们采用共沉淀法对合成Co2+/Ni2+离子掺杂ZnS晶体进行尝试,获得了不同组份的掺杂晶体,并对其光致发光性能做了初步的研究。

一、实验过程准确称取一定量的硫脲(SC(NH2)2)、氯化锌(ZnCl2)、氯化钴(CoCl2·6H2O),分别配制成水溶液,将硫脲(SC(NH2)2)、氯化锌(ZnCl2)水溶液相混合并用磁力搅拌2h,然后加入氯化钴(CoCl2·6H2O)溶液,并继续磁力搅拌2h,制得反应前驱物。

将配置好的溶液放入恒温水浴锅中加热至95℃,保持温度继续搅拌2h。

滴加氨水(NH3·H2O)至溶液中,使其pH值为13～14,升温并保持温度为100℃,继续搅拌并加热2h后停止。

用蒸馏水和无水乙醇对产物进行反复多次洗涤,最后在100℃下烘干。

硫化锌纳米粒子的微乳液合成硫化锌纳米粒子的微乳液合成摘要硫化锌纳米粒子的微乳液合成技术是一种通过微乳液技术制备高质量硫化锌纳米材料的新型方法。

本文详细介绍了硫化锌纳米粒子的微乳液合成方法及其在光电子学、催化剂等领域的应用。

文章认为，硫化锌纳米粒子的微乳液合成方法具有优异的生物相容性、低毒性、高可控性等特点，将有助于硫化锌纳米粒子在医学、电子等领域的应用。

1. 引言纳米技术被认为是下一代科技的核心领域之一，其已经在各个应用领域中得到广泛的应用。

硫化锌纳米材料是一种重要的半导体材料，具有优异的物理和化学性质。

然而，硫化锌纳米材料的制备方法通常采用高温材料处理、射流等方法，这些方法不仅成本高昂，而且制备过程中的环境问题也备受关注。

因此，人们需开发一种新型的制备方法，以提高硫化锌的纯度和质量，同时降低成本。

2. 微乳液合成硫化锌纳米粒子微乳液技术是一种具有优异性能的纳米颗粒合成方法，通过微乳液解决了硫化锌纳米粒子合成中的诸多难点问题。

微乳液是一种环境友好的水-油混合液，具有较小粒径分布、高分散度、较低压力相容性和热力学稳定性等优点，适用于各种应用领域，如电子、医学和生物等领域。

硫化锌纳米粒子的微乳液合成方法通常采用两种方法：单一反应官能化合和Gyroid反应实现。

单一反应官能化合法适用于硫化锌纳米粒子合成，通过添加烷基三甲基溴化铵（CTAB）表面活性剂，将硫化锌颗粒化合成，获得高质量硫化锌纳米粒子。

Gyroid反应实现法通过液晶相的形成，将硫化锌纳米材料合成得到，其制备过程包括硫化锌前体的反应、添加表面活性剂和硫化锌纳米粒子的合成及其组装等几个步骤。

两种方法均可获得高质量硫化锌纳米粒子。

该方法的优点在于其高比表面积、较高的晶格结构、制备较简单和环保友好性。

因此，微乳液合成硫化锌纳米粒子逐渐被人们认识并广泛应用。

3. 硫化锌纳米粒子的应用硫化锌纳米粒子是一种高质量的纳米材料，其具有优秀的光电、磁学、催化剂等多种性质，在各个领域中得到广泛应用。

相沉积法制备出具有闪锌矿和纤锌矿两种晶体结构的硫化锌纳米线。

2.3 水-溶剂热法水-溶剂热合成法是以水溶液或有机溶剂为反应体系，在高温高压下使得那些难溶于水的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并使其达到一定的过饱和度而进行结晶的方法。

常鹏等[4]利用水热反应制备出纤锌矿结构的准一维纳米线。

近年来，在水热合成法基础上叠加微波的方法衍生出微波水热法，与水热法相比，微波具有较强的穿透能力，可以实现分子水平上的搅拌，同时能使物体表面和中心能够同时被加热，受热均匀，升温速率快，大大缩短了反应时间。

殷立雄等[5]采用微波水热法制备了纳米ZnS ，同时考察了微波水热的温度对纳米ZnS 尺度和微观形貌的影响，结果表明温度为170℃可获得分散性较好的纳米ZnS 粒子 。

2.4 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是以Zn 盐和硫源为前驱体，加入络合剂、表面活性剂等添加剂，在液相下将这些原料均匀混合，形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，再经过干燥、烧结固化得到产物 ZnS 纳米材料。

溶胶-凝胶法具有良好的化学均匀性，操作简单，对设备要求低，并且可以通过添加剂的选择调控产物形貌[6]。

3 硫化锌基光催化剂的改性3.1 光催化机理ZnS 半导体材料光催化机理主要是在光照条件下，当光子能量大于ZnS 的带隙能时，其处于价带上的电子会吸收来自光照的能量，从而跃迁到空的导带上去，因而在价带上形成了带正电的空穴，其具有氧化性，从而可以氧化降解有机污染物。

其中电子与空穴会移动到材料的表面，该过程中带正电的空穴会与水溶液中的氢氧根发生反应，生成羟基自由基，带负电的电子会与水溶液中的氧气发生反应，形成超氧负离子。

通过这些反应形成的羟基自由基与超氧负离子都具有强氧化性，也可降解有机污染物[7]。

0 引言随着当今社会工业的发展，处理水污染问题成为一项新的挑战。

不同于传统的污水处理方法，半导体光催化剂因为其绿色、简便的合成方法，所需能源为易得的太阳能，较好的稳定性和再生性成为了一种新的处理水污染问题的方法。

化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：年级：05级材料化学日期：2008-4-17 姓名：学号：------同组人：一、预习部分ZnS 是一种宽带半导体材料(3. 68eV) ,广泛应用于各种发光与显示装置,纳米ZnS 还具有突出的光催化效果。

其的优异性能大都依赖于颗粒的大小和分布及形貌。

另外ZnS作为一种性能优良的发光材料, 特别是经过掺杂后, 能产生各种颜色的荧光, 同时又是一种半导体材料, 也是一种光电材料, 具有极大的应用前景( 如在目标识别、显示器材、激光器、传感器等方面) 。

另外, 要得到高性能的ZnS 材料, 对研究工作者来说, 寻求一种经济有效的前驱物和简便可行的工艺条件是研究制备纳米ZnS 面临的两个突出问题。

1、ZnS 纳米粒子的制备方法：1.1 水溶液法1.2 有机溶剂法2、掺杂的相关内容：所谓掺杂就是向ZnS 基质中引入其它元素, 在其禁带中产生附加能级, 使ZnS 基质某方面的性质( 如结构, 形态, 强度等) 由于与引入元素的相互作用而得到提高, 从而改善ZnS 材料的光电性能与结构性能。

在ZnS 纳米晶中引入掺杂离子的机制有二:一是可以形成新的发光中心, 即在ZnS 纳米晶中可得到一种新的发光现象; 其次, 虽然引入的离子本身不形成发光中心, 但对基质的发光有影响, 因此, 选择合适的掺杂离子是十分重要的。

几乎所有的金属与非金属离子均可作为掺杂离子引入半导体纳米晶中, 但是根据研究与应用的实际要求, 常用的有以下几种:a.过渡金属离子在纳米尺寸时, 由过渡金属离子外层d 电子的能级分裂所产生的d- d 光转换变得很复杂, 且与体相材料中的情况有所不同, 因此,过渡金属离子掺杂的ZnS 纳米晶的发光性质不同于体相材料。

其发光机理远比体相材料复杂, 掺杂离子和基质的微小改变都会引起它的发射光谱的变化。

掺杂过渡金属离子往往可以很好地调制ZnS 的发射区间, 并提高其发光效率。

硫化锌量子点合成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：硫化锌量子点是一种具有潜在应用前景的新型材料，由于其独特的光学、电学和化学性质，被广泛应用于光电器件、生物成像、传感器等领域。

在过去的几年，硫化锌量子点的合成方法得到了极大的发展，为其大规模制备提供了可靠的技术支持。

本文将重点介绍硫化锌量子点的合成方法及其相关应用。

硫化锌量子点合成方法主要包括溶液法、热分解法、微波法、离子交换法等。

溶液法是最常见的一种合成方法，通常通过在溶剂中溶解硝酸锌或硫化锌等前体物质，并在适当的条件下进行还原反应，从而形成硫化锌量子点。

热分解法则是将硝酸锌或硫化锌等前体物质在高温下分解，生成硫化锌量子点。

微波法是利用微波辐射加速合成反应的速度，从而在较短的时间内合成出硫化锌量子点。

离子交换法则是将硫化锌量子点与其他金属或半导体量子点进行置换反应，得到掺杂硫化锌量子点。

在合成硫化锌量子点的过程中，需要考虑到反应条件的选择与控制、前体物质的选择、表面修饰等方面。

通常情况下，控制反应温度、时间、溶剂种类等因素可以影响硫化锌量子点的粒径、形貌以及光学和电学性质。

通过表面修饰可以改善硫化锌量子点的分散性、稳定性和生物相容性，从而拓展其在生物医学领域的应用。

除了合成方法的改进，硫化锌量子点在多个领域的应用也是当前研究的热点之一。

在光电器件方面，硫化锌量子点可用于制备LED、激光器、太阳能电池等器件，由于其优异的发光性能和稳定性，被认为是一种潜在的替代材料。

在生物成像领域，硫化锌量子点具有较大的穿透深度和较高的发光效率，可以作为生物标记物用于细胞成像、组织成像等应用。

在传感器方面，硫化锌量子点具有高灵敏度、快速响应时间和良好的选择性，可用于检测重金属离子、有机物等污染物质。

硫化锌量子点的合成方法和应用前景仍然具有很大的发展空间。

随着纳米技术的不断进步，硫化锌量子点的合成方法将更加简便高效，应用领域也将更加广泛。

希望本文的介绍能够帮助读者更深入地了解硫化锌量子点及其在未来的发展趋势。

硫化锌纳米复合材料的制备、表征及性质研究硫化锌纳米复合材料的制备、表征及性质研究引言随着纳米技术的不断发展，纳米材料的合成和应用得到广泛关注。

硫化锌是一种重要的半导体材料，具有光电特性优良、稳定性好等特点。

近年来，人们对硫化锌纳米复合材料的制备、表征及性质进行了深入研究。

本文将从制备方法、表征手段和性质研究三个方面进行论述，旨在为硫化锌纳米复合材料的应用提供一定的理论依据。

制备方法硫化锌纳米复合材料的制备方法有很多种，如溶胶-凝胶法、热分解法、水热法等。

溶胶-凝胶法是目前应用较广泛的制备方法之一。

其制备步骤为：首先将硫化锌前驱体以适当溶剂形成溶胶，然后通过控制溶胶的成胶时间和干燥条件，使溶胶逐渐凝胶得到凝胶体，最后经过热处理得到硫化锌纳米复合材料。

热分解法则是将硫化锌前驱体直接在高温下进行热解，得到硫化锌纳米颗粒，然后与其他材料制备复合材料。

水热法的制备步骤是将硫化锌前驱体与适量的溶剂在高压容器中反应，经过一定时间得到硫化锌纳米复合材料。

上述方法各有优点和适用范围，根据不同需求可以选择合适的制备方法。

表征手段硫化锌纳米复合材料的表征主要使用了一些常见的手段，如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等。

通过TEM观察样品的形貌和尺寸，可以确定纳米颗粒的分布和形态。

SEM则可以观察样品的表面形貌和颗粒的形态。

XRD可以用来确定样品的晶体结构和晶格参数。

除了以上常见的表征手段外，还可以采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和拉曼光谱等手段来研究样品的光学性质和晶格振动。

性质研究硫化锌纳米复合材料的性质研究主要包括光学性质和电学性质两个方面。

光学性质的研究通过UV-Vis吸收光谱和荧光光谱等手段进行。

结果显示，硫化锌纳米复合材料在可见光范围内表现出较高的吸收率，并且有较强的荧光发射。

这些性质使得硫化锌纳米复合材料在光电器件中具备较好的潜力。

电学性质的研究主要通过测量材料的电导率、电阻率等参数。

一种晶体学取向可控的硫化锌一维纳米材料的制备方法1.引言1.1 概述概述硫化锌一维纳米材料因其独特的结构和性质，在光电子学、能源储存和传感器等领域具有广泛的应用前景。

然而，目前制备硫化锌一维纳米材料的方法存在晶体学取向不可控的问题，限制了其在实际应用中的进一步发展和应用。

本文旨在介绍一种新的方法，可以实现硫化锌一维纳米材料的晶体学取向可控制。

通过该方法，可以精确调控硫化锌纳米材料的晶格定向，从而改善其电学、光学和力学性能。

这不仅可以提高硫化锌一维纳米材料的性能，还有助于优化其在光电子学和能源储存等应用中的表现。

本文的结构如下：引言部分介绍了硫化锌一维纳米材料应用的背景和意义，概述了文章结构和目的；正文部分系统阐述了硫化锌一维纳米材料的应用和制备方法；结论部分总结了实验结果，并展望了制备方法的优势和前景。

本文的研究对于推动硫化锌一维纳米材料的发展和应用具有重要的意义，有望为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。

通过晶体学取向可控的制备方法，硫化锌一维纳米材料有望在光电子学和能源储存等领域展现出更广阔的应用前景。

随着对该制备方法的进一步优化和改进，硫化锌一维纳米材料将在多个领域展现出更优异的性能和更广泛的应用前景。

文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的分章节概述，以及各个章节的主要内容介绍。

1.2 文章结构本文主要分为以下几个章节：第一章引言在这一章节中，将对整篇文章进行概述，介绍硫化锌一维纳米材料的制备方法以及其在晶体学取向方面的可控性。

同时，对文章的结构进行简要说明。

第二章正文2.1 硫化锌纳米材料的应用在这一章节中，将详细介绍硫化锌纳米材料在各个领域的应用。

主要包括光电器件、传感器、催化剂等方面，并分析其在这些领域中的优势和应用前景。

2.2 硫化锌纳米材料的制备方法在这一章节中，将详细介绍制备硫化锌纳米材料的方法。

主要包括溶剂热法、气相沉积法、溶胶凝胶法等方法，并对各种方法的优缺点进行比较和分析，重点探讨一种晶体学取向可控的制备方法。

ZnS和ZnSe纳米片的制备及其光催化性能研究李秀艳;刘东旭;李鑫【摘要】采用溶剂热法合成了ZnS和ZnSe纳米片.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、BET等测式手段对产品的结构进行了表征.并对ZnS和ZnSe纳米片在紫外灯下光催化降解罗丹B的活性进行研究,结果表明,ZnSe展现了较好的光催化活性.%ZnS and ZnSe nanosheets were successfully synthesized via solvothermal method.The structures of the as-prepared samples were characterized with X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Brunauer-Emmett-Teller (BET).In addition,photocatalytic activities of the degradation of Rhodamin under visiblelight using ZnS and ZnSe nanosheets as catalysts were investigated. The results showed that ZnSe nanosheets have a superior photocatalytic activity over ZnS nanosheets.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】5页(P28-32)【关键词】硫化锌;硒化锌;纳米片;光催化【作者】李秀艳;刘东旭;李鑫【作者单位】吉林师范大学物理学院,吉林四平 136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平 136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平 136000【正文语种】中文【中图分类】O469近年来环境问题日益严重，尤其是水污染已严重影响人们的生活及健康[1-2]．其中，染料废水具有有机污染物含量高、色度深、水质变化大等特点而难于处理．染料废水的处理已成为全球科研工作者的重要研究内容．传统治理污水的方法有很多，比如生物分解、活性炭吸附及以化学氧化等．但是这些方法存在效率低，不能彻底除去污染物，易产生二次污染等缺陷[3-4]．因此，有必要探索一种经济、有效、没有二次污染的污水处理方法．直到1972年，Fujishima发现在二氧化钛电极上光催化分解水的现象，开拓了光催化的新时代[5]．从此光催化处理废水由于能彻底降解有机物，无二次污染，操作简单等优点而引起了人们的广泛研究．其中催化剂的选择至关重要，在各种半导体催化剂材料中，ZnS(禁带宽度为3.72 eV)和ZnSe(禁带宽度为2.67 eV)由于具有较好的光催化活性而引起了人们的关注[6-9]．然而，目前的研究主要集中于同一种物质的不同形貌、不同尺寸等方面的研究，而对于具有相似结构的不同材料的光催化研究非常少．本文采用溶剂热法分别制备出ZnS纳米片和ZnSe纳米片光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、XPS、BET等表征手段对所得催化剂的结构进行分析．以罗丹明B模拟染料废水，在紫外灯照射下对两种催化剂的光催化性能进行研究．1.1 催化剂制备ZnS纳米片的制备．2 mmol的硝酸锌和4 mmol硫脲溶于60 mL的乙二胺溶液中，搅拌均匀后转入聚四氟乙烯内衬的反应釜，在180 ℃下保温12 h．反应结束后，将反应釜冷却至室温，产物洗涤后在400 ℃煅烧2 h即得ZnS纳米片．ZnSe纳米片的制备．2 mmol的硝酸锌和2 mmol硒粉溶于60 mL的乙二胺和水(V(乙二胺)∶V(水)=1∶2)混合溶液中，搅拌均匀后转入聚四氟乙烯内衬的反应釜，在180 ℃下保温12 h．反应结束后，将反应釜冷却至室温，产物洗涤后在300 ℃煅烧2 h即得ZnSe纳米片．1.2 催化剂表征通过XRD(D/max-2500，日本理学)对所得样品的晶相及晶体结构进行研究．样品的形貌由扫描电子显微镜(SEM,Hitachi,S-570)和透射电子显微镜(FEI Tenai G2F20 microscope)测定．X射线光电子能谱(XPS)的测试在配有多通道探测器的ESCALAB 250Xi A1440型电子光谱仪上进行．粉末样品的比表面积是通过氮吸附-脱附的方法在型号为Quantachrome NOVA 2000e的比表面分析仪上进行测试的．1.3 光催化实验光催化实验是通过降解有机染料罗丹明B来实现的．罗丹明B的浓度为10 mg/L，用量为50 mL，催化剂用量为1 g/L．紫外光源由250 W(主波长为365 nm)的紫外灯提供．在经过固定照射时间后，利用UV-5800PC 型紫外-可见分光光度计在罗丹明B溶液吸收峰(λmax=554 nm)处测量样品的吸光度A并记录数据．罗丹明B的降解率D可以由以下公式求出：式中A0为罗丹明B溶液初始浓度对应的吸光度， At代表t时刻罗丹明B溶液浓度对应的吸光度．图1为所得ZnS和ZnSe样品的XRD谱图．由图1可知，所得ZnS和ZnSe样品所有衍射峰都分别与六方晶系纤锌矿结构ZnS标准卡片(JCPDS No.36-1450)和六方晶系纤锌矿结构ZnSe标准卡片(JCPDS No.80-0008)一致，没有杂质峰出现，说明该实验条件下所制备的样品分别为纯相的ZnS和ZnSe．图2为ZnS和ZnSe样品的低倍(左侧)和高倍(右侧)SEM图．从图2(A)和图2(B)可以看出，所得ZnS为纳米片状结构，但尺寸并不均匀，其维度约为0.2～2 μm，其平均厚度约为80 nm．从图2(C)和图2(D)可以看出，所得ZnSe也为纳米片状结构，且尺寸也不均匀，其维度约为1～10 μm，其平均厚度约为80 nm．图3为ZnS和ZnSe样品的TEM(左侧)、HRTEM图(右侧)及其相应的FFT图(插图)．从图3(A)中可以看出，所得ZnS为矩形结构，其宽约为0.8 μm、长约为2 μm．从ZnS的HRTEM图(图3(B))中可以看出，其晶面间距为0.31 nm，对应六方纤锌矿ZnS的(002)晶面间距，这表明所得ZnS是沿着lt;001gt;方向生长的．从其相应的FFT图(图3(B)插图)可以看出，所得ZnS是单晶结构．从图3(C)中可以看出，所得ZnSe并不规则，其维度约为4～5 μm．从ZnSe的HRTEM 图(图3(D))中可以看出，其晶面间距为0.325 nm，对应六方纤锌矿ZnSe的(002)晶面间距，这表明所得ZnSe也是沿着lt;001gt;方向生长的．从其相应的FFT图(图3(D)插图)可以看出，所得ZnSe也是单晶结构．另外，图3(D)椭圆形中可以看出，ZnSe有明显的缺陷．通过XPS分析样品的元素组成和化学态．图4(A)和图4(B)分别为ZnS和ZnSe的XPS图谱．图4(A1)为ZnS样品的XPS全谱图．从图4(A1)中可以看出，ZnS样品中含有Zn、S、C、O元素．图4(B1)为ZnSe样品的XPS全谱图．从图4(B1)中可以看出，ZnSe样品中含有Zn、Se、C、O元素．两种样品中的C和O元素的微峰来源于样品表面吸附的H2O、CO2、和O2还有XPS仪器本身的污染碳[10]．图4(A2)和图4(B2)分别为ZnS和ZnSe样品中Zn元素的高分辨能谱，两个能谱图全完相同，在1 022.0 eV和1 045.5 eV的两个强峰分别对应Zn 2p3/2和Zn 2p1/2的两个能谱峰，证实了Zn2+的存在[11-12]．图4(A3)为S元素的高分辨能谱，S 2p峰出现在162.2 eV和163.3 eV，这是典型的硫化物中S元素S 2p1/2和S 2p3/2的峰位置[13]．图4(B3)为Se元素的高分辨能谱，在53.0 eV 和53.6 eV的两个强峰分别对应了Se2- 3d5/2和Se2- 3d3/2的两个能谱峰，这就是ZnSe中Se2-存在的形式[14-16]．通过XPS分析可以看出，所得ZnS和ZnSe均为纯物质，无其他杂质存在，这和XRD结果一致．氮气吸附-脱附分析用来表征样品的比表面积．图5为ZnS和ZnSe样品的氮气吸附-脱附等温线．从图5可以看出，两个样品具有相似的曲线形状．ZnS和ZnSe的比表面积分别为29.39 m2/g和32.41 m2/g．尽管ZnS的尺寸远远小于ZnSe，但ZnSe的比表面积略大于ZnS，这可能是由于ZnSe煅烧温度相对ZnS煅烧温度略低．以有机染料罗丹明B的水溶液来模拟染料废水，在紫外灯照射下对ZnS和ZnSe纳米片的光催化性能进行研究．图6为降解效率随光照时间的变化曲线．从图6中可以看出，当只有紫外光照射而无催化剂时，罗丹明B在紫外灯的照射下4 h只降解了13.3%．而采用ZnS纳米片或ZnSe纳米片作为催化剂时，罗丹明B在紫外灯照射下4 h分别降解了89.9%和98.6%．即相同光催化条件下，ZnSe纳米片的光催化活性要好于ZnS纳米片．一般来说，影响材料光催化活性的因素比较多，例如尺寸、形貌、比表面积、缺陷等[17]．对于同一种物质来说，尺寸较小的材料光催化活性要好些，这是因为光催化发生在材料的表面，小尺寸材料比表面积较大，易吸附更多染料．然而，目前文献报道的多为同一种材料，不同形貌、尺寸及比表面积的比较．而对于相似形貌但不同催化剂材料光催化活性的比较较少．从本实验结果可以看出，ZnS纳米片和ZnSe纳米片具有相同的厚度，但ZnSe尺寸远大于ZnS尺寸．而光催化结果表明，ZnSe的光催化活性要好于ZnS，这除了由于ZnSe的比表面积面略大于ZnS外，还由于ZnSe比ZnS具有更多的缺陷．采用溶剂热法分别合成ZnS纳米片和ZnSe纳米片．在紫外灯的照射下，对所得ZnS纳米片和ZnSe纳米片光催化降解罗丹明B的活性进行研究，结果发现尽管ZnSe纳米片尺寸大于ZnS纳米片，ZnSe纳米片的光催化活性大于ZnS纳米片，这由于ZnSe比ZnS具有较大的比表面积及更多的缺陷．【相关文献】[1]SOVACOOL B K,PARENTEAU P,RAMANA M V,et ment on prevented mortality and greenhouse gasemissions from historical and projected nuclear power[J].Environ Sci Technol,2013,47:6715-6717.[2]ZHOU M G,LIU Y N,Wang L J,et al.Particulate airpollution and mortality in a cohort of Chinese men[J].Environ 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mesoporous ZnS and ZnO nanoplates and their photocatalytic activity[J].J Catal,2008,254:144-155.[10]YU J G,ZHANG J,LIU S W.Ion-exchange synthesis and enhanced visible-light photoactivity of CuS/ZnS nanocomposite hollow spheres[J].J Phys ChemC,2010,114:13642-13649.[11]YANG X,XUE H T,XU J,et al.Lee,Synthesis of porous ZnS:Ag2S nanosheets by ion exchange for photocatalytic H2 generation[J].ACS Appl Mater Interfaces,2014,6:9078-9084.[12]SHI W D,SHI J Q,YU S,et al.Ion-exchange synthesis and enhanced visible-light photocatalytic activities of CuSe-ZnSe flower-like nanocomposites[J].Appl CatalB:Environ,2013,138-139:184-190.[13]YU L H,CHEN W,LI D Z,et al.Inhibition of photocorrosion and photoactivity enhancement for ZnO via specific hollow ZnO core/ZnS shell structure[J].Applied Catalysis B:Environmental,2015,164:453-461.[14]YU K,HRDINA A,OUYANG J Y,et al.Ultraviolet ZnSe1-xSx gradient-alloyed nanocrystalsvia a noninjection approach[J].ACS Appl Mater Interfaces,2012,4:4302-4311.[15]RIHA S 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摘要纳米金属硫化物的可控合成及其性能研究摘要近年来，纳米金属硫化物由于其具有非常复杂的结构及丰富的物理和化学性质，在纳米激光器、固体润滑剂、催化剂、储氢材料和场发射材料等方面都有着广泛的应用前景[1]。

发展简便、可控、普适、环境友好的纳米金属硫化合物合成方法以获得具有特定组成、尺寸、形貌的纳米材料，对纳米材料的实用化具有重要的意义[2]。

本论文主要采用高温热分解单源前驱体法，选取适当的反应时间、温度以及表面活性剂的组成来控制金属硫化物纳米晶的形貌及性能。

其中纳米晶主要包括具有荧光特性与催化性能的硫化镉纳米晶、锰离子掺杂的硫化锌纳米线、潜在催化性能的花状硫化锰纳米晶和硫化铋纳米晶。

并通过对其形貌的控制来更进一步探讨了纳米晶生长的机理。

论文的主要内容及结果如下：1.用单源前驱体二乙基二硫代氨基甲酸镉Cd(Ddtc)2在油胺和十八烯混合溶剂中合成了CdS纳米棒（10nm×3nm）,而在油酸，油胺和十八烯的混合溶剂中合成粒径6nm的CdS量子点。

体系的反应温度都是260℃，并且它们都具有良好的荧光特性，发射波长在620nm。

由于油胺对CdS纳米晶（100）晶面的选择性吸附，使得CdS在生长的过程中形成了1D纳米棒。

而当加入等物质的量油酸时，它的存在会使油胺的吸附作用减弱，因而在成核结晶的过程中，CdS纳米晶表面趋于稳定，从而形成吉布斯自由能低的量子点结构。

通过温度和时间的控制，可以获得长径比可调CdS纳米棒和粒径可调的CdS量子点。

2.在原有的Zn(Ddtc)2在纯油胺溶液中合成了六方相的ZnS超细单晶纳米线基础上，通过减少前躯体的量，ZnS纳米线的直径由4.4nm降至2.6nm；并且通过锰离子的掺杂让ZnS纳米线在584nm处具有很强的发射峰。

最后讨论了不同反应温度以及掺杂量对ZnS纳米线荧光特性的影响，结果表明在260℃，锰离子掺杂量在1%时，ZnS纳米线荧光特性最强。

3. 用Bi(Ddtc)3在油胺，十八烯的混合溶剂中合成了片状结构的硫化铋纳米晶，为其在锂离子电池中的进一步应用奠定了基础。

N型自聚集ZnS薄膜的特征和制备我们已经在不同的PH值的条件下用乙酸锌和硫脲的方法合成了N型ZnS薄膜。

通过X射线衍射测得的平均颗粒的大小在3-5nm之间。

通过红外光谱频带的多声子吸收的观测已证实硫化锌的生成，红外光谱也证实了硫化锌络合剂的存在。

使用自聚集的方法硫化锌薄膜也沉积在玻璃或者石英底衬上面，同事薄膜的折射率也得以确定。

通过Tauc的推导来计算光学带隙，利用改变PH值的方法来发现光学带隙，对这些薄膜电导率的测量和活化能的计算已经完成。

关键词：: n-ZnS，纳米晶体，自聚集，光学带隙1．简介近年来，由于科学研究对纳米材料的涉及及其应用，人们对纳米材料也长生很大的兴趣。

对于纳米尺寸的材料，量子表面效应产生重要影响，从而使物理量发生急剧的变化。

由于半导体材料受到量子表面效应的影响而具有的新奇的电学和光学特性，使其备受关注。

硫化锌是一种具有3.65eV带隙的II-VI族半导体，在光电器件中有非常广泛的应用，比如蓝光发光二极管，电致发光器件，光伏细胞等在显示器，传感器和激光器中广泛应用。

近几年，由于其纳米级颗粒性质的与众不同，纳米晶体硫化锌备受关注，所以研究人员尽力控制晶体大小和形态以及晶带的多晶来改变它们的物理性质，因此，在制备半导体纳米颗粒和薄膜的技术方面越来越热门。

湿化学合成法是一种简单且廉价的可以替代复杂的化学气相沉积技术和其他物理方法的制备方法。

那些常应用于制备纳米材料的一般的物理方法，通常都因为分辨率的限制而受到制约。

另一方面，湿化学合成法提供了一种简单的方法来制备大小适合分布均匀的纳米材料。

因此，作者决定通过改变沉积参数例如PH值等方案来制备N型硫化锌颗粒或薄膜。

2.实验过程在不同的PH值（=7,10,12）的条件下使用络合剂合成硫化锌纳米晶体。

将溶解在锌-醋酸的硫化锌水溶液，络合剂（柠檬酸三钠），硫脲混合在50ml的去离子水中，搅拌均匀之后升高温度。

最后，固相隔离，通过过滤和热水浴，获得残留物，制取样品。

硫化锌纳米晶的制备及其与聚合物的组装研究随着纳米科技的发展，纳米晶材料的制备和应用越来越受到人们的关注。

硫化锌纳米晶是一种重要的半导体纳米材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，被广泛应用于光电器件、太阳能电池等领域。

本文将介绍硫化锌纳米晶的制备方法及其与聚合物的组装研究。

一、硫化锌纳米晶的制备方法硫化锌纳米晶的制备方法有多种，常用的包括化学法、物理法和生物法。

1. 化学法硫化锌纳米晶的化学法制备方法包括溶剂热法、水热法、水热微波法等。

其中，溶剂热法制备的硫化锌纳米晶具有尺寸均一、分散性好、晶体质量高等优点，但需要使用有机溶剂，制备过程中存在环境污染的隐患。

水热法制备的硫化锌纳米晶则无需使用有机溶剂，制备过程简单，但晶体尺寸和形状控制较难。

2. 物理法硫化锌纳米晶的物理法制备方法包括溅射法、蒸发法、热氧化还原法等。

这些方法制备的硫化锌纳米晶具有晶体质量高、尺寸均一、形状可控等优点，但制备过程复杂，设备要求高，成本较高。

3. 生物法硫化锌纳米晶的生物法制备方法包括植物提取物法、微生物法等。

这些方法制备的硫化锌纳米晶具有生物相容性好、环境友好等优点，但制备过程中需要考虑微生物或植物的生长环境和生长周期等因素，制备周期较长。

二、硫化锌纳米晶与聚合物的组装研究硫化锌纳米晶与聚合物的组装研究是利用硫化锌纳米晶的优异光电性能和聚合物的柔韧性和可塑性，构建具有新型光电功能的复合材料。

1. 硫化锌纳米晶与聚合物的自组装硫化锌纳米晶与聚合物的自组装是指在一定条件下，硫化锌纳米晶和聚合物自主地形成复合材料结构。

这种自组装过程需要考虑硫化锌纳米晶和聚合物之间的相互作用力，如静电作用、范德华力、亲疏水性等因素。

2. 硫化锌纳米晶与聚合物的界面修饰硫化锌纳米晶与聚合物的界面修饰是指在硫化锌纳米晶和聚合物的接触面上，引入一定的化学修饰物，以增强两者之间的相互作用力和稳定性。

常用的界面修饰方法包括表面修饰、化学修饰、生物修饰等。

中文摘要本文对纳米科技及纳米材料，硫化锌的性质及用途，纳米硫化锌的制备方法等进行了全面综述。

利用水热法制备出了纳米硫化锌粉体，并对其紫外吸收性能进行了研究。

结果表明，在400o C对前驱体进行煅烧，就可得到纳米的硫化锌。

该产物为球形，粒径约为73个纳米。

关键词: ZnS；制备；表征ABSTRACTIn this paper, the nanometer science and technology, the nanometer material, the property and funtion of ZnS, and the preparation of nano-ZnS were summarized. Based on the point, a hydrothermal reaction was introduced to synthesize the nanometer ZnS powders. The result shows that the product, with a partical size of 73 nanometers, can be isolated at calcination temperature of 400o C. On the other, the UV-vis spectrum was also discussed in the paper.KEY WORD: ZnS; preparation; characterization目录补充。

第一章绪论纳米科学技术（Nano-ST)是20世纪后期刚刚诞生并正在崛起的科技，它的基本涵义是在纳米尺寸(0.1-100 nm)范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子，分子创新的物质。

纳米科技是研究由尺寸在0.1-l00 nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。

主要包括：(l)纳米体系物理学；(2)纳米化学；(3)纳米材料学；(4)纳米生物学；(5)纳米电子学；(6)纳米加工学；(7)纳米力学。

硫化锌发光材料的合成及应用研究Key Words: ZnS、 Dop、 Luminescent material 、Mn2+ 目录摘要. 1引言. 21实验部分 . 21.1 试剂和仪器. . 21.2实验方法 32.结果与讨论. 32.1 X射线衍射分析. 32.2扫描电镜分析 42.3荧光磷光分光光度计分析. 53.结论. 8参考文献. 9致谢. . 11引言硫化锌是一种十分重要的化合物，自然界存在两种相结构，分别是六方相和立方相。

自从有人发现发光物质硫化锌以来，由于它独特的光学性质，已经在科学领域上得到深入地研究。

人们在金属离子掺杂硫化锌研究中做出了大量的成果，在金属离子掺杂中又以金属锰掺杂研究的最多，对于锰掺杂的硫化锌材料，在可见光区域可以看到橘黄色荧光，且使荧光强度显著增强。

对于未掺杂的硫化锌来说，由于硫化锌内部结构并没有改变。

掺杂后硫化锌的内部能带结构发生了变化。

因此提高了硫化锌的发光效率。

掺杂的金属离子所占的比例不同，其发光强度也将不同。

目前科学家对于稀土金属离子掺杂硫化锌做了大量的研究，也得出了大量的成果。

本文利用水热法制备ZnS:Mn2+发光材料：分别制得150℃下掺杂1%、5%、10%的ZnS:Mn2+样品并比较不同掺杂浓度下的发光强度。

然后在掺杂浓度为10%不变的条件下，改变其温度制得100℃、150℃、180℃的样品，以此来研究不同温度对ZnS:Mn2+ 发光性能的影响。

另外通过加入强氧化剂量的不同来考察其对ZnS:Mn2+溶液发光强度的猝灭效应。

1 实验部分1.1主要试剂和仪器表 1 主要试剂源自/六"维:论'文;网(加7位QQ3249"114试剂名称规格/生产厂家纯度相对分子质量Zn(CH3COO)22H2O 纯度≥99% 产地为天津巴斯夫化工有限公司 AR 219.50 :Na2S9H2O 纯度≥99% 产地为天津化学试剂厂 AR240.30MnCl24H2O 纯度≥99% 产地为天津化学试剂厂 AR 199.30表2 实验仪器仪器名称型号/生产厂家集热式恒温加热磁力搅拌器巩义市予华仪器有限责任公司电子分析天平北京赛多利斯科学仪器有限公司台式低速离心机湖北湘仪实验室仪器开发有限公司超声波清洗器 KQ-300E，昆山市超声仪器有限公司电热恒温鼓风干燥箱巩义市予华仪器有限公司DHG-9030A型仪器红外光谱分析仪 WQF-510，北京北分瑞利公司X射线衍射仪 D8 FOCUS，德国bruker公司BET WQF-510，北京北分瑞利公司数显智能控温磁力搅拌器巩义市予华仪器有限公司扫描电镜 Perkin Elmer公司带积分球的Lambda35仪器。

硫化锌碳纳米管的合成方法及光学特性柴萌;秦艳利;杨扬【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(31)6【摘要】采用沉淀法和回流法合成ZnS/CNTs复合材料,并对合成的纳米结构进行透射电镜、光致发光光谱测试、XRD测试.结果表明:Zn(NO3)2和Na2S不同的引入顺序产生不同的包覆效果；发光曲线显示ZnS/CNTs纳米粒子在397nm处有一个强荧光峰,在282nm处有一个较弱的荧光峰；沉淀法制备的ZnS/CNTs复合材料呈立方闪锌矿结构,而回流法制得的ZnS/CNTs复合材料为立方闪锌矿和六方纤锌矿的混合物.%ZnS/CNTs nano composite materials were successfully prepared by deposition and Post-refluxing treatment,and the synthesized nanostructure have been analyzed by using transmission electron microscope (TEM) photoluminescence (PL) properties and the XRD (X-ray diffraction) were investigated too. The results show that the order in which the Zn (NO3)2 and Na2S were introduced lead to the different effects of coating. The photoluminescence lines indicated that ZnS/CNTs nanoparticles exhibited a strong luminescent at 393 nm and a lower luminescent at 282nm. The fabric of ZnS/CNTs nano composite materials prepared by deposition is hexagonal wurtzite, while the fabric prepared by post-refluxing is the compound of hexagonal wurtzite and cubic sphalerite.【总页数】3页(P32-34)【作者】柴萌;秦艳利;杨扬【作者单位】沈阳理工大学理学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学理学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学理学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TM911.4【相关文献】1.椭偏法研究硫化锌薄膜的中红外光学特性 [J], 王者;肖峻;马孜;2.真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响 [J], 刘华松;姜承慧;李士达;杨霄;季一勤;张锋;陈德应3.硫化锌/多孔硅体系和氧化锌/多孔硅体系的光学和电学特性比较 [J], 王彩凤;李清山;胡波4.通过碳纳米管与硫化锌纳米晶体复合提高硫化锌的光催化活性 [J], 冯守爱;赵江红;朱珍平5.工艺参数对硫化锌薄膜光学性能和结晶特性的影响 [J], 李坤;熊玉卿;王虎;何延春;王兰喜;周超;周晖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。