硒化物纳米管的合成及性质

论文摘要

纳米材料具有特殊的光学性质、热学性质、磁学性质、力学性质、超导电性和声学性能等，是当前研究的热点之一。硒化物是重要的半导体材料，具有优良的光电性能和抗磁性质，可用于太阳能电池、整流器、选择性电极、传感器等广泛领域。不仅如此，硒化物与生物分子结合可获得具有追踪功能的纳米生物材料，在生命科学中具有重要意义。因此，硒化物纳米材料引起了人们的极大兴趣。本论文以三方晶相硒（t-Se）纳米管为模板，分别与不同的金属无机盐，利用低温液相反应技术制备了多种一维硒化物，得到了多种形貌和晶相的产物。采用电子透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（LR）、紫外—可见光光谱仪（UV）等对产物进行了表征。论文主要内容如下：1．硒化铜纳米管的合成与表征根据本课题组研究的方法制备t-Se纳米管，以t-Se纳米管为模板制备硒化铜纳米管：在氨水和水合肼的溶液中加入少量的无水亚硫酸钠，搅拌一段时间后向反应物溶液中逐滴滴入硫酸铜溶液，待溶液变成淡黄色时加入分散好的t-Se纳米管，将反应产物焙烧后即可得硒化铜纳米管。研究了反应物中铜硒原子数比、反应时间、pH值等因素对产物的影响，讨论了硒化铜纳米管的形成机理。利用XRD、SEM、XPS、LR等方法对各种条件所得产物进行了表征。2．硒化银纳米管的合成和电化学性质研究本文设计了简便、快速的制备大量硒化银纳米管的方法。在硝酸银溶液中加入分散好的t-Se纳米管，反应物在60℃水浴锅中水浴，副产物用90℃热水除去可得最终产物。结果表明，在这种条件下所得产物为单晶结构Ag2Se纳米管，形貌均匀。通过一系列实验，研究了硝酸银浓度、温度、时间等条件对t-Se纳米管转化成Ag2Se纳米管的影响。采用XRD、SEM、XPS、LR、UV、差热扫描分析（DSC）和热重分析（TG）等对所得产物进行了表怔，探讨了硒化银纳米管形成机理。利用电位扫描伏安法测定了所得硒化银纳米管的电化学性质，对所观察到的现象给予了较深入的讨论，得到了一些具有实用价值的结果。3．硒化银铜纳米管的合成和电化学性质研究实验中，首先以t-Se纳米管为模板合成前驱体Ag2Se／Se，然后在室温条件下使Ag2Se／Se与新生成的纳米铜反应制备硒化银铜纳米管。通过一系列实验，研究了Ag2Se／Se前驱体中Ag2Se与Se含量不同对产物类型的影响。采用XRD、SEM等对所得产物进行了表征，讨论了硒化银铜的形成机理，并对该三元化合物的电化学性质进行了初步探讨。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 纳米材料的性质
• 1.2.1 表面与界面效应
• 1.2.2 小尺寸效应
• 1.2.3 量子尺寸效应
• 1.2.4 宏观量子隧道效应
• §1.3 纳米材料的应用
• 1.3.1 在光学材料方面的应用
• 1.3.2 在催化方面的应用
• 1.3.3 在环境治理方面的应用
• 1.3.4 在能源材料方面的应用
• 1.3.5 在传感器材料中的应用
• 1.3.6 在陶瓷材料中的应用
• 1.3.7 在其它方面的应用
• §1.4 一维无机纳米材料的合成
• 1.4.1 气相—液相—固相生长法
• 1.4.2 溶胶—凝胶法
• 1.4.3 固相法
• 1.4.4 溶剂热法
• 1.4.5 模板法
• §1.5 纳米管材料的合成
• §1.6 纳米管材料的性质和应用
• §1.7 本论文的研究内容及意义
• §1.8 本论文的研究内容及意义
• 参考文献
• 第二章 硒化铜纳米管的合成与表征
• §2.1 引言
• §2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 样品的制备
• 2.2.3 组成和结构表征
• §2.3 结果与讨论
• 2.3.1 SEM和XRD表征
• 2.3.2 拉曼光谱分析
• 2.3.3 XPS分析
• 2.3.4 硒化铜纳米管的形成机理
• 2.3.5 反应物中铜和硒的不同配比的影响
• 2.3.6 反应液酸度对产物的影响
• §2.4 本章小结
• 参考文献
• 2Se纳米管的合成和电化学性质研究'>第三章 Ag₂Se纳米管的合成和电化学性质研究
• §3.1 引言
• §3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 硒纳米管的制备
• 2Se纳米管的制备'>3.2.3 Ag₂Se纳米管的制备
• 3.2.4 组成和结构表征
• 3.2.5 电化学性质测试
• §3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表征结果
• 2Se纳米管的形成机理'>3.3.2 Ag₂Se纳米管的形成机理
• 2Se纳米管生成速度的影响'>3.3.3 温度对Ag₂Se纳米管生成速度的影响
• 2Se纳米管生成速度的影响'>3.3.4 浓度对Ag₂Se纳米管生成速度的影响
• 2Se纳米管的电化学性质研究'>3.3.5 Ag₂Se纳米管的电化学性质研究
• §3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 CuAgSe纳米管的合成和电化学性质研究
• §4.1 引言
• §4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 样品的制备
• 4.2.3 组成和结构表征
• 4.2.4 电化学性质测试
• §4.3 结果与讨论
• 4.3.1 SEM和XRD表征
• 4.3.2 CuAgSe产物的热分析
• 4.3.3 CuAgSe纳米管的形成机理
• 2Se/Se复合物中不同比例对产物类型的影响'>4.3.4 Ag₂Se/Se复合物中不同比例对产物类型的影响
• 4.3.5 产物电化学性质研究
• §4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 论文总结
• 一、硒化铜纳米管的合成与表征
• 2Se纳米管的合成和电化学行为的研究'>二、晶体Ag₂Se纳米管的合成和电化学行为的研究
• 三、CuAgSe纳米管的合成和电化学性质研究
• 附录
• 致谢