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离子液体系中CdS纳米晶的制备及应用交变电场制备Ⅱ-Ⅵ族纳米颗粒

2020-12-02阅读(122)

离子液体系中CdS纳米晶的制备及应用交变电场制备Ⅱ-Ⅵ族纳米颗粒

论文摘要

纳米材料已经成为当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米颗粒通常指尺度在1-100nm之间的微小固体颗粒,具有一系列奇特的效应,这些效应的存在使纳米颗粒呈现出许多奇特的物理、化学性质,因而使纳米材料具有非常广阔的应用前景。纳米材料的制备方法有很多种,概括起来主要有气相、液相、固相三种,其中液相合成是目前广泛采用的制备方法。但是大部分液相方法存在诸如污染大、成本高、需要剧烈的反应条件或昂贵设备等缺点,不利于大批量制备。为了克服这些缺点,我们在对环境友好的离子液体系中制备了CdS纳米晶,该方法在180℃可以制备出独特形貌的半导体纳米材料;我们还首次提出了一种新的利用外加交变电场制备纳米颗粒的方法,在常温常压下可以制备分散良好的CdE（E=S,Se,Te）纳米颗粒。首先,我们生长了二维层状结构的[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体并对其结构进行分析,证明了填充阳离子的尺寸对晶体结构（维度）有明显影响,并对[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体光学性质进行表征。其次,我们在离子液体系中制备了整枝尺寸大约5um,侧枝为200nm×500nm的枝状CdS纳米晶。XRD结果表明产物为六方相的CdS;并初步研究了离子液体的含量、反应物浓度、表面活性剂的加入及反应温度对枝状CdS纳米晶的影响,详细研究了枝状CdS纳米晶的生成和生长过程,提出了相应的生长机理。第三,我们用水热法制备出了宽1um、长3um的CdS纳米枝、宽50nm、长400nm的CdSe纳米棒和直径500nm的CdTe纳米颗粒,用XRD检测其结构组成,结果表明产物为六方相的CdS、六方相CdSe和立方相CdTe。通过外加交变电场,将上述不同大小、不同形貌的纳米材料变成具有规则形貌、颗粒均匀的CdE纳米颗粒,并用FESEM对其形貌进行了表征;就外加交变电场的电压和频率对颗粒尺寸的影响进行了研究。在以上研究的基础上,初步探讨了外加交变电场制备CdE纳米颗粒的可能机理,认为极性纳米材料的偶极矩是制备纳米颗粒的先决条件。综上所述,本论文在[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体的生长、结构解析及光学性质,枝状Cds纳米晶的制备及生长机理,CdE纳米颗粒的制备及其机理等方面进行了系统的研究,获得一些重要结果。

论文目录

  • 符号说明
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 纳米材料及其研究进展
  • 1.1 引言
  • 1.2 纳米材料概述
  • 1.2.1 纳米材料的组成和分类
  • 1.2.2 纳米材料的结构
  • 1.2.3 纳米材料的特殊效应
  • 1.2.4 纳米材料的物理特性
  • 1.3 Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料
  • 1.3.1 Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的晶体结构
  • 1.3.2 Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的特性
  • 1.3.3 Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的制备方法
  • 1.3.4 Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的应用前景
  • 1.4 离子液体的研究进展
  • 1.4.1 离子液体的组成
  • 1.4.2 离子液体的制备
  • 1.4.3 离子液体在纳米材料制备中所具有的特点
  • 1.4.4 离子液体在纳米材料制备中的应用
  • 1.5 本课题的研究目的和研究意义
  • 1.6 参考文献
  • 2[Cd2（SCN）6]单晶的生长、结构解析及光学性能研究'>第二章[BMIM]2[Cd2（SCN）6]单晶的生长、结构解析及光学性能研究
  • 2.1 烷基咪唑盐离子液体的发展现状
  • 2.2 离子液体[BMIM]SCN的合成及表征
  • 2.2.1 实验药品、实验设备
  • 2.2.2 实验过程
  • 2.2.3 实验结果及讨论
  • 2[Cd2（SCN）6]晶体的生长及结构表征'>2.3[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体的生长及结构表征
  • 2.3.1 实验药品,实验设备
  • 2.3.2 实验过程
  • 2[Cd2（SCN）6]晶体的结构数据'>2.3.3[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体的结构数据
  • 2[Cd2（SCN）6]晶体的结构描述和讨论'>2.3.4[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体的结构描述和讨论
  • 2[Cd2（SCN）6]晶体的光学性质表征'>2.3.5[BMIM]2[Cd2（SCN）6]晶体的光学性质表征
  • 2.4 本章小结
  • 2.5 参考文献
  • 第三章 在离子液体系中制备枝状CdS纳米晶
  • 3.1 引言
  • 3.2 CdS纳米晶的制备及表征
  • 3.2.1 实验药品、实验设备
  • 3.2.2 实验过程
  • 3.2.3 实验结果及讨论
  • 3.2.4 CdS纳米晶生长机理探讨
  • 3.3 本章小结
  • 3.4 参考文献
  • 第四章 利用交变电场制备CdE（E=S,Se,Te）纳米颗粒
  • 4.1 引言
  • 4.2 交变电场下CdS纳米颗粒的制备及表征
  • 4.2.1 实验药品、实验设备
  • 4.2.2 实验过程
  • 4.2.3 实验结果及讨论
  • 4.3 交变电场下CdSe纳米颗粒的制备及表征
  • 4.3.1 实验药品、实验设备
  • 4.3.2 实验过程
  • 4.3.3 实验结果及讨论
  • 4.4 交变电场下CdTe纳米颗粒的制备及表征
  • 4.4.1 实验药品、实验设备
  • 4.4.2 实验过程
  • 4.4.3 实验结果及讨论
  • 4.5 外加交变电场制备CdE纳米颗粒的机理探讨
  • 4.6 本章小结
  • 4.7 参考文献
  • 第五章 主要结论及有待进一步展开的工作
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 主要创新点
  • 5.3 有待进一步开展的工作
  • 致谢
  • 硕士期间发表或接收的论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表

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