Q态CdS及其聚合物杂化膜的制备与光电性能研究

论文摘要

纳米复合材料是材料科学的一个重要前沿领域,其中,半导体纳米粒子/聚合物基复合材料由于具有优越的光电性能而受到广泛关注,成为材料研究的热点。本论文系统地综述了国内外聚合物基纳米复合材料的研究进展情况,合成了一系列小尺寸、单分散的Q-CdS及其聚合物复合膜,对其量子尺寸效应进行了研究,具体内容如下: 1.本文采用一种新的制备Q态CdS纳米粒子的方法—聚合物分散法。利用水溶性聚合物（PVA、PVP、PAA）作为分散剂,硫醇（2-巯基乙醇、十二硫醇、硫脲）作为配体,通过改变聚合物类型、含量、硫醇的种类、用量、硫化氢加入量以及反应时间,在聚合物网络中构筑出多种小尺寸、单分散的Q态CdS。经过离心沉降、洗涤、真空干燥得到水溶性的CdS,并具有较好的稳定性。 2.通过紫外-可见光谱、X-射线衍射、荧光光谱研究了Q态纳米CdS粒子的量子尺寸效应,利用透射电镜观察了CdS纳米粒子的尺寸与形貌。结果发现Q态纳米CdS的紫外吸收峰、荧光发射峰蓝移,X-射线衍射峰明显宽化,表明制得的CdS粒子的尺寸小、单分散性好,具有明显量子尺寸效应。X-射线衍射结果表明Q-CdS存在立方（cube）和六方（hexagon）两种晶型。 3.以聚乙烯醇（PVA）为基体,采用原位生成法制备出Q-CdS/PVA聚合物杂化膜,通过改变配体和硫源的用量控制杂化膜中Q态CdS纳米粒子的尺寸;利用聚乙烯醇的羟基与Cd2+（CdS）的相互作用保证Q-CdS的单分散性。研究结果表明,Q态CdS纳米粒子在聚合物杂化膜中仍表现出明显的量子尺寸效应,为进一步研究Q-CdS/聚合物复合膜的光电性能打下了基础。 4.将制备好的Q态CdS纳米粒子氯仿溶液分别与两种功能聚合物（聚苯乙炔和聚苯胺）氯仿溶液共混,超声分散,挥发溶剂成膜,制备

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 前言
• 1-2 聚合物基纳米复合材料的研究现状
• 1-3 合成与组装方法
• 1-4 研究方法与手段
• 1-5 应用与发展前景
• 1-6 本文的创新点及后续工作的设想
• 参考文献
• 第二章 聚合物分散法合成Q态纳米CdS
• 2-1 引言
• 2-2 实验部分
• 2-2-1 实验试剂与仪器
• 2-2-2 Q态CdS的制备
• 2-3 结果与讨论
• 2-3-1 不同尺寸Q-CdS的制备
• 2-3-2 Q态CdS的形貌
• 2-3-3 XRD图谱分析
• 2-3-4 不同尺寸Q-CdS荧光性质
• 2-4 结论
• 参考文献
• 第三章 原位法制备Q-CdS／PVA聚合物杂化膜及其光电性能
• 3-1 引言
• 3-2 实验部分
• 3-2-1 材料与仪器
• 3-2-2 原位法制备Q-CdS／PVA聚合物杂化膜
• 3.3 结果与讨论
• 3-3-1 Q-CdS／PVA杂化膜的量子尺寸效应
• 3-3-2 透射电镜分析
• 3-3-3 红外光谱分析
• 3-3-4 热重分析
• 3-4 结论
• 参考文献
• 第四章 共混法制备Q-CdS／PPA-PMMA聚合物复合膜及其光电性能
• 4-1 引言
• 4-2 实验部分
• 4-2-1 材料与仪器
• 4-2-2 单分散性Q态CdS纳米粒子的制备
• 4-2-3 聚苯乙炔的合成
• 4-2-4 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的制备
• 4-2-5 聚合物／Q-CdS复合膜的制备
• 4-3 结果与讨论
• 4-3-1 Q-CdS／PPA-PMMA的紫外-可见光谱
• 4-3-2 Q-CdS／PPA-PMMA的荧光光谱
• 4-4 结论
• 参考文献
• 第五章 共混法制备Q-CdS／PNAI聚合物复合膜及其光电性能
• 5-1 引言
• 5-2 实验部分
• 5-2-1 材料与仪器
• 5-2-2 单分散性Q-CdS纳米粒子的制备
• 5-2-3 掺杂态聚苯胺的制备
• 5-2-4 聚合物／Q-CdS复合膜的制备
• 5-3 结果与讨论
• 5-3-1 Q-CdS／PANI-DBSA的紫外-可见光谱
• 5-3-2 Q-CdS／PANI—DBSA的荧光光谱
• 5-3-3 Q-CdS／PANI体系的导电性
• 5-4 结论
• 参考文献
• 第六章 Q态CdS及其聚合物杂化膜的制备、性能比较与研究前景
• 6-1 前言
• 6-2 制备方法与性能比较
• 6-3 研究展望
• 发表论文
• 致谢