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探究硫化锑Sb_2S_3等硫化物纳米晶制备与性能

收藏本文 2024-03-26 点赞:9460 浏览:34858 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:运用于光电转换设备和太阳能发电等领域中的半导体纳米材料,因其独特的光、电性质及在相关领域的潜在运用引起了探讨者的关注。纳米材料的结构对其性能其决定作用,通过制备形貌新颖的纳米材料,可以实现对其性能的有效调控。本论文主要在温和的反应条件下,制备得到了粒径分布范围窄、分散均匀的硫化物纳米晶。并利用透射电子显微电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X-射线能谱(EDS)、X-射线光电子能谱(XPS)和X-射线粉末衍射(XRD)等对纳米晶的微结构和性质进行了表征和测试。具体内容如下:(1)硫化锑(Sb2S3)纳米晶的制备:在甲苯/水两相界面上,室温下,以乙基黄原酸锑和硫化钠为原料,成功制备出膜状和环状的Sb2S3纳米晶。膜状结构由纳米线定向生长形成,面积在微米数量级。纳米环的直径为1-2μm,壁厚为50-200nm,由纳米线弯曲闭合首尾连接组成。在文中探讨了不同形貌Sb2S3纳米晶的形成机制,并对其光催化性能进行了测试。结果表明:Sb2S3纳米环具有较好的可见光催化性能,氙灯照射30min后可实现对橙溶液的100%降解。(2)硫化镍(NiS)纳米晶的制备:以乙基黄原酸镍和硫化钠为原料,室温下,在甲苯/水、苯/水两相界面上,制备出纺锤状NiS纳米晶。不同的溶剂对纳米粒子的形貌产生影响,苯/水两相界面制备的纺锤体的尖端和表面结构与甲苯/水界面制备的粒子不同,尺寸大小也有着差别。文中还通过转变乙基黄原酸镍在溶剂中的浓度制备出了片状NiS纳米晶。(3)硫化锌(ZnS)纳米晶的制备:以乙基黄原酸锌为原料,乙二胺为溶剂,利用溶剂热法在180℃,制备得到多面体ZnS纳米晶。边长最长可达到1-2μm,最短为100-200nm,厚度为几十到几百纳米不等,部分多面体排列成整齐的台阶状。论文探讨了反应条件对ZnS形貌的影响,并测试了ZnS的紫外光催化性能。关键词:硫化锑论文硫化镍论文硫化锌论文界面合成论文光催化论文表征论文

    摘要3-4

    Abstract4-5

    目录5-8

    1 绪论8-16

    1.1 纳米材料8-10

    1.1.1 纳米材料的运用8-9

    1.1.2 纳米材料的制备策略9-10

    1.2 硫化物半导体纳米材料10-13

    1.2.1 硫化物半导体纳米材料的特性10

    1.2.2 硫化物半导体纳米材料的制备策略10-13

    1.3 硫化物半导体纳米材料的探讨近况13-15

    1.3.1 硫化锑(Sb_2S_3)13-14

    1.3.2 硫化镍(NiS)14

    1.3.3 硫化锌(ZnS)14-15

    1.4 本论文探讨内容15-16

    2 Sb_2S_3纳米晶的制备、表征和催化性能探讨16-38

    2.1 试剂与仪器16-17

    2.1.1 试剂16

    2.1.2 仪器16-17

    2.2 Sb_2S_3纳米晶的制备17-18

    2.2.1 制备前躯体乙基黄原酸锑((C_2H_5OCS_2)_3Sb)17

    2.2.2 室温界面法制备Sb_2S_3纳米晶17

    2.2.3 实验历程17-18

    2.3 Sb_2S_3纳米晶的表征18-26

    2.3.1 透射电镜(TEM)表征18-20

    2.3.2 扫描电镜(SEM)表征20-21

    2.3.3 X-射线粉末衍射(XRD)表征21-22

    2.3.4 能量散射X-射线能谱(EDS)表征22-23

    2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)表征23-24

    2.3.6 拉曼光谱(Raman)表征24

    2.3.7 紫外-可见漫反射(Uv-vis DRS)表征24-26

    2.4 反应条件对Sb_2S_3纳米晶形貌的影响26-32

    2.4.1 反应时间的影响26-28

    2.4.2 外界扰动的影响28-30

    2.4.3 浓度的影响30-31

    2.4.4 其他条件的影响31-32

    2.5 Sb_2S_3纳米晶的光催化性能探讨32-37

    2.5.1 实验策略32-33

    2.5.2 实验历程33

    2.5.3 光催化效果浅析33-37

    2.6 本章小结37-38

    3 NiS纳米晶的制备和表征38-48

    3.1 试剂与仪器38

    3.1.1 试剂38

    3.1.2 仪器38

    3.2 NiS纳米晶的制备38-40

    3.2.1 制备前躯体乙基黄原酸镍((C_2H_5OCS_2)_2Ni)38-39

    3.2.2 室温界面法制备NiS纳米晶39

    3.2.3 实验历程39-40

    3.3 NiS纳米晶的表征40-42

    3.3.1 透射电镜(TEM)表征40-41

    3.3.2 X-射线光电子能谱(XPS)表征41

    3.3.3 紫外-可见吸收(Uv-vis)表征41-42

    3.4 反应条件对NiS纳米晶的影响42-47

    3.4.1 反应时间的影响42-43

    3.4.2 浓度的影响43-46

    3.4.3 溶剂的影响46-47

    3.5 本章小结47-48

    4 ZnS纳米晶的制备、表征和催化性能探讨48-59

    4.1 试剂与仪器48

    4.1.1 试剂48

    4.1.2 仪器48

    4.2 ZnS纳米晶的制备48-49

    4.2.1 制备前躯体乙基黄原酸锌((C_2H_5OCS_2)_2Zn)48-49

    4.2.2 溶剂热法制备ZnS纳米晶49

    4.3 ZnS纳米晶的表征49-52

    4.3.1 扫描电镜(SEM)表征49

    4.3.2 透射电镜(TEM)表征49-50

    4.3.3 红外吸收(FT-IR)表征50-51

    4.3.4 紫外-可见漫反射(Uv-vis DRS)表征51-52

    4.4 反应条件对ZnS纳米晶形貌的影响52-54

    4.5 ZnS纳米晶的光催化性能测试54-56

    4.5.1 实验策略54

    4.5.2 实验历程54

    4.5.3 光催化效果浅析54-56

    4.6 ZnS与Sb_2S_3混合样品的光催化性能测试56-58

    4.6.1 制备样品56-57

    4.6.2 混合样品的光催化性能测试57-58

    4.7 本章小结58-59

    5 本论文总结59-60

    致谢60-61

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