收藏本站
《北京化工大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CdSe/CdS、ZnSe及其掺杂纳米材料的制备及性能研究

韩冬梅  
【摘要】: Ⅱ-Ⅳ族纳米晶是一种特殊的半导体纳米微粒,由于量子尺寸效应的影响,可通过调节纳米晶的尺寸、晶体结构和化学组成来调控它的光学性能。因此,通过化学方法合成纳米晶,对其晶体结构、表面结构与材料本身的性能之间的关系加以研究成为研究热点。论文开展了溶胶凝胶法、水热法、微波法制备Ⅱ-Ⅳ族及过渡金属掺杂纳米材料和性能的研究,对纳米材料的形貌、结构以及与光学性能的关系进行了深入研究,并对纳米晶体的形成机理进行了探讨。论文的主要工作和贡献如下: 论文以α-环糊精为稳定剂,在水相中直接制备CdSe-CdS纳米粒子。与传统的有机荧光材料相比,CdSe纳米晶因其具有的激发光波范围宽、发射光谱宽度窄、荧光强度高、稳定性好等特点而成为最有应用前景的新型生物探针。目前,高效的量子探针都是在有机合成体系(TOP/HAD/TOPO)中制得。由于生物识别和检测的环境是水相的,因此上述方法得到的纳米晶尚需进一步转移至水相。此过程带来了量子探针的发光性能和稳定性的破坏。因此,人们试图探索直接在水溶液中合成纳米CdSe。环糊精的独特的“内疏水、外亲水”的分子结构,可以与范围极其广泛的各类客体通过分子间的相互作用形成主—客体关系。以环糊精为稳定剂,已成功制备了金属如Ag、半导体纳米粒子如ZnS等纳米粒子。论文通过两步法,首先制备核层CdSe,进而在其表面沉积壳层CdS壳层材料,对反应进程中纳米粒子的形貌和光学性能、生长机理进行了研究。结果表明,制备的CdSe-CdS为近球形粒子,平均直径约15 nm,为六方晶系的单晶结构,无明显的晶格缺陷。在核层和壳层的反应过程中,均发现随着反应时间的增加,粒子长大,相应的紫外吸收光谱向长波方向移动;当增加Cd/Se的比例,纳米晶的荧光强度提高,且荧光发射峰逐渐变窄。达到了可通过控制反应时间和前躯体配比制备不同粒径和粒度分布的荧光纳米材料的目的。 以α-环糊精为稳定剂,水热法一步完成了ZnSe及Mn掺杂ZnSe纳米线的制备,对制得的纳米线的形貌、结构和光学性能进行了研究。CdSe的性质使其成为最有前景的探针材料,但它的生物安全性一直是其生物应用的瓶颈。近年来多个研究小组开展了过渡金属掺杂的半导体材料的研究,有望替代CdSe成为新型的荧光标记物,如Mn、Cu、Co掺杂的ZnS、ZnSe等。研究结果发现,ZnSe及Mn掺杂ZnSe纳米线均属闪锌矿型,Mn掺杂ZnSe的纳米线有微量的纤锌矿型晶体存在。ZnSe纳米线的平均直径约为90 nm;长约在1.5μm~3.5μm之间;Mn掺杂的ZnSe纳米线平均直径约为80 nm;平均长度约在2μm~3μm之间,呈结晶完好的立方晶系单晶结构。Mn植入ZnSe晶格,引起了带隙能的减小,导致紫外吸收的红移。发射谱图上在432nm和580 nm分别有两个发射峰,分别归属于ZnSe缺陷发射和锰的~4T_1→~6A_1发射。掺杂比例的改变对产物的光学性能影响很大。此方面的研究未见报道。 微波加热是很有前途的体加热方法,具有加热速度快,选择性加热等优点。微波环境下可得到传统的加热方式不同结构和性质的纳米材料。论文研究了利用微波加热法制备ZnSe及Mn、Co掺杂ZnSe纳米材料,并分别对形貌、结构和性能的关系进行了探索。结果表明,制得的ZnSe纳米粒子均为纤锌矿型晶体。选择不同的有机胺配体可调节粒子的粒径大小;随微波功率的变化,粒子可由均匀的球形变成了近似的米粒形状进而生长成为棒状粒子。随着辐照时间的延长,晶体长大或定向生长,相应的荧光光谱和紫外吸收光谱均向长波方向移动。此方面的研究未见报道。 微波法合成的Mn、Co掺杂的纳米ZnSe粒子的研究结果表明,Mn离子掺杂的纳米ZnSe粒子的颜色显橙色,为200~500 nm的球形粒子,表面平整,为单晶ZnSe的纤锌矿结构,荧光光谱中出现位于433 nm,487 nm,530 nm三个发射峰;Co离子掺杂的纳米ZnSe粒子的颜色显绿色,为约500 nm的球形粒子,表面平整光滑,形成单晶ZnSe的纤锌矿结构,晶体生长过程中有少量的晶格位错。荧光光谱中出现位于486 nm,527 nm的两个发射峰。Co掺杂的ZnSe纳米粒子随可见光下的钝化时间增加而发射峰强度增强。此方面的研究未见报道。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

免费申请
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 董贵菡;生物体表面用丙烯酸酯乳液压敏胶的研究[D];天津大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 尤逢永;毕红;周小丽;;稀释磁性半导体Zn_(1-x)Co_xO纳米晶的合成[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
2 李焕勇,介万奇;一维ZnSe半导体纳米材料的制备与特性[J];半导体学报;2003年01期
3 菅文平;张大巍;王凌凌;庄家骐;杨文胜;白玉白;;微波辅助合成发光可调ZnS∶Cu纳米晶[J];高等学校化学学报;2006年12期
4 沈兴海,高宏成;纳米微粒的微乳液制备法[J];化学通报;1995年11期
5 吴晓春,汤国庆,张桂兰,邹炳锁,余保龙,陈文驹;不同制备条件对纳米Bi_2O_3发光的影响[J];化学学报;1996年02期
6 王大鸷;崔励;曹传宝;籍凤秋;;微乳液法制备不同形貌低维硒化锌纳米晶[J];人工晶体学报;2006年03期
7 陈红升;齐俊杰;黄运华;廖庆亮;张跃;;Sn掺杂ZnO半导体纳米带的制备、结构和性能[J];物理化学学报;2007年01期
8 李莉;许洪胤;;微波在合成中的应用[J];有色冶金设计与研究;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张士晶;ZnO基稀释磁性半导体的制备和性能研究[D];吉林大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭少方,张昭;化学还原法制备纳米金属粉的几点考虑[J];四川有色金属;2003年02期
2 韩建;顾嫒娟;袁莉;梁国正;;N,N-4′,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺/1,6-己二醇二丙烯酸酯的紫外光固化研究[J];工程塑料应用;2009年08期
3 周小丽;毕红;;磁性Fe_3O_4纳米微粒的水热合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
4 李良飞;侯大寅;魏取福;;PET基纳米ZnO膜的溅射沉积及AFM表征[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年03期
5 程晨;纳米材料的特异效应及应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年04期
6 潘路路;张明玉;黎庆涛;李亚丽;;鼠尾藻多糖的微波提取工艺研究[J];安徽农业科学;2011年30期
7 胡有生,邹国林;用铁蛋白合成纳米粒子的研究进展[J];氨基酸和生物资源;2003年03期
8 张雪梅,付多才;材料科学新宠——纳米材料[J];安徽农业技术师范学院学报;2000年01期
9 吴根华;微乳液法制备纳米材料的研究进展[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年04期
10 江炎兰,张金春,王杰,张勇;纳米材料的性能与应用——金属及其合金[J];兵器材料科学与工程;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 郑筱梅;杨玲;刘光兵;;镍-纳米Al_2O_3复合电镀的工艺研究[A];2003年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2003年
3 屠振密;胡会利;李宁;曹立新;安茂忠;;电沉积纳米晶合金的最新进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
4 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
5 李新通;江四九;房莉;黄思明;;溶胶-凝胶技术在纺织上的应用现状及前景[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
6 苑国良;;纳米TiO2光催化脱除氮氧化物及其在公路工程中的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
7 刘柱;周明顺;朱新河;郭祖平;盛进路;;燃油纳米化装置在船舶柴油机上的台架试验研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
8 张志华;张颖花;;纳米技术与现代消防——纳米技术在现代消防中的应用展望[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
9 王波;刘德军;姚军;龙浩骑;陈曦;苏锡光;曾继述;范显华;;泥炭土中腐殖酸的提纯和表征研究[A];放射性废物处理处置学术交流会论文集[C];2007年
10 洪俊;聂秋华;王公平;徐键;戴世勋;;金银纳米颗粒的制备和表征及其掺杂玻璃三阶非线性研究进展[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
3 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
4 伏振兴;稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究[D];陕西师范大学;2010年
5 尹浩;地中海贫血筛查指标的FTIR/ATR光谱分析方法研究[D];暨南大学;2010年
6 曹霄峰;几种氧化物微纳米材料的制备、表征与性质研究[D];南京大学;2011年
7 尹先升;锆酸锂材料的设计、合成及高温CO_2吸附性能[D];华东理工大学;2011年
8 李学铭;固体基底辅助水热/溶剂热法制备无机纳米材料[D];昆明理工大学;2010年
9 宋运涛;金属氧化物纳米材料的液相合成研究[D];山东大学;2010年
10 龚少华;半导体量子限制结构的光学瞬态相干效应研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 殷雪萌;烧结温度与升温速率对牙科可切削硅藻土全瓷材料性能影响的实验研究[D];南京医科大学;2010年
2 甘自保;贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征[D];哈尔滨师范大学;2010年
3 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
4 董娅佩;静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究[D];长春理工大学;2010年
5 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
6 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年
7 洒盼盼;稀土共发光反应的研究及其纳米材料的相转移法制备[D];山东农业大学;2010年
8 孙丽月;纯铜表面金属夹嵌陶瓷复合涂层技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 贺明辉;TiO_2、SnO_2复合纳米膜的制备及光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
10 路绍琰;碱式硼酸镁晶须和六方片状氢氧化镁的水热制备及表征[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾晓翘;范慧俐;杨敏;郑延军;张奇;翟陈富;;丙烯酸酯系互穿网络聚合物乳液的微观形貌[J];北京科技大学学报;2009年05期
2 管蓉,李建宗,艾照全,程时远,路国红;丙烯酸酯乳液共聚物胶粘剂的合成性能及应用[J];中国胶粘剂;1994年02期
3 叶金翠,王俏,陈国神;压敏胶在药物透皮递释系统中的应用[J];中国胶粘剂;1996年04期
4 杨青芳,张岩,张广成,龚兴宇,张双存;医用聚丙烯酸酯压敏胶的透气性研究[J];中国胶粘剂;2000年03期
5 刘慎,邓剑如,鲁戈舞;聚丙烯酸酯乳液胶粘剂性能影响因素[J];中国胶粘剂;2003年04期
6 刘卫,杨祥良;经皮给药用压敏胶粘剂的组成、性能和应用[J];中国胶粘剂;2004年02期
7 刘志娟,吕鸿,王少明,许峰;卫生用品用环保型热熔压敏胶的研制[J];中国胶粘剂;2004年04期
8 邓传禹;乳液型丙烯酸酯医用压敏胶的研制[J];中国胶粘剂;2004年05期
9 张斌;李军;程鹏;邓联东;董岸杰;;亲水性聚氨酯压敏胶经皮给药应用性能研究[J];中国胶粘剂;2007年02期
10 郑琦;杨小秋;陈恒初;汪周利;;医用热熔压敏胶粘剂的研究[J];中国胶粘剂;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈立军;丙烯酸酯类聚合物乳液的制备及其相关应用的研究[D];华南理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡洪芳;PEG改性聚氨酯压敏胶的制备与性能研究[D];华中科技大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 盛传祥,王兴军,俞根才,黄大鸣;ZnSe薄膜的激子光谱[J];半导体学报;2000年12期
2 张寒琦,金钦汉;微波化学[J];大学化学;2001年01期
3 张先如,徐政;微波技术在材料化学中的原理及其应用进展[J];辐射研究与辐射工艺学报;2005年04期
4 李芳良,李月珍,农兰平;微波技术在化学中的应用新进展[J];广西科学;2004年02期
5 陈广球,郭建维,范超菘,胡志荣,芦家就;微波技术在化学合成中的应用进展[J];广州化工;2001年02期
6 葛树勋,杨春;有机弱碱体系中合成高有序度介孔分子筛MCM-41[J];南京师大学报(自然科学版);2001年04期
7 王建鸣;微波技术在无机合成中的应用[J];培训与研究(湖北教育学院学报);2003年02期
8 李金树,张建福;微波技术在化学合成中的应用[J];石化技术;2002年03期
9 彭忠东,杨建红,邹忠,刘业翔,李自强;共沉淀法制备掺杂氧化锌压敏陶瓷粉料热力学分析[J];无机材料学报;1999年05期
10 黄运华,张跃,贺建,戴英,顾有松,纪箴,展晓元,周成;氧化锌纳米带的低温无催化热蒸发制备及其表征[J];物理化学学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴莉莉;纳米氧化锌的制备及其光学性能研究[D];山东大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔蕾;简基康;郑毓峰;孙言飞;蒋莉;张保花;;SnS片状纳米晶的制备及其表征[J];人工晶体学报;2008年03期
2 王文帝;刘金华;王大志;陈春华;;氢氧化镍纳米晶的水热合成和结构表征[J];过程工程学报;2006年01期
3 陈友存;张元广;;Co_9S_8纳米晶聚集体的水热合成及其光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2006年06期
4 李军平;畅功民;郑娜;张智敏;;微波法制备立方相BaTiO_3及其表征[J];山西大学学报(自然科学版);2006年04期
5 邹菁;黄蕾;袁军倩;江吉周;万其进;陈金芳;;纺锤状CuO纳米晶制备及催化性能的研究[J];武汉理工大学学报;2010年13期
6 杨建利;晏志军;张润兰;马骏昭;;加入柠檬酸微波合成超微分子筛[J];应用化工;2010年12期
7 许荣辉;肖发新;王斌;贾菲;石海涛;韩晓娜;吴世杰;谢占杰;;水热法合成纳米晶勃姆石的实验研究[J];广州化工;2011年06期
8 马文玲;吕海亮;刘军奇;于小华;;铬酸镁纳米晶的微波制备与表征[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2010年01期
9 石涛;周箭;申乾宏;杨辉;;水热辅助溶胶-凝胶法制备纳米晶γ-Al_2O_3及表征[J];无机化学学报;2009年05期
10 汪晓芹;介万奇;李焕勇;刘莉;谭一平;;ZnSe微球的制备与性能研究[J];人工晶体学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李飞;李珍;靳富江;刘辉;;表面活性剂对ZnO纳米晶形貌的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
2 丁志立;张明福;韩杰才;;镧钛比对La_2O_3-TiO_2体系水热产物的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 潘湛昌;张环华;肖楚民;黄慧民;孔祥晋;张小琴;;微波液相沉淀法制备CeO_2纳米晶[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
4 刘海波;李雪梅;徐宝琨;李熙;赵慕愚;;纳米晶α—Fe_2O_3材料气敏性质的研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
5 杨柏;;功能性聚合物与纳米晶杂化材料的制备和性能优化[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 王秋萍;蔡超;张昭;;纳米晶FeCoNi软磁薄膜的制备及其耐蚀性能的研究[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
7 沈嘉年;宋江江;李凌峰;;电化学阳极氧化生长纳米晶光催化TiO_2薄膜[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
8 王淑芬;顾锋;吕孟凯;;不同离子激活的ZrO_2纳米粉发光性质的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
9 王建春;刘平;王世铭;韩炜;王占义;庄建东;付贤智;;Nation薄膜中ZnS单分散纳米晶的水热合成及其光催化性质[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 王明军;方国家;艾磊;刘逆霜;高慧敏;赵兴中;;种子层对染料敏化ZnO纳米棒光伏电池性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于洋 记者 李泳沩;无机纳米晶研究获新成果[N];吉林日报;2010年
2 记者任福海;我国已能制备无机纳米晶[N];中国技术市场报;2010年
3 ;纳米晶陶瓷快速成型设备研制成功[N];今日信息报;2004年
4 田学科;以色列用DNA装配纳米晶体管[N];科技日报;2004年
5 王元珍;微波法加工阿胶珠[N];中国中医药报;2002年
6 李扬 刘洋;我国“非晶、纳米晶”技术跨入世界先进行列[N];中国质量报;2005年
7 记者 吕贤如;我国非晶、纳米晶材料技术获重大突破[N];光明日报;2005年
8 陈津 潘小娟 王社斌 林原生;用微波法加热生产海绵锰铁的技术研究[N];中国冶金报;2009年
9 郝钢;纳米材料:使世界更奇异[N];中国有色金属报;2005年
10 记者 左永刚;水热法降低医疗废物焚烧飞灰毒性实现新应用[N];中国高新技术产业导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩冬梅;CdSe/CdS、ZnSe及其掺杂纳米材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年
2 韩学;ZnO-Au及ZnSe基杂化纳米晶的制备及其光学性能研究[D];天津大学;2009年
3 单桂晔;荧光纳米晶的制备及其在免疫学中应用的初步研究[D];吉林大学;2004年
4 李红;二氧化钛纳米晶的溶胶法低温制备机理及其掺杂研究[D];浙江大学;2009年
5 马玉丹;利用寡聚DNA构建纳米晶有序结构[D];吉林大学;2008年
6 纪小会;胶体纳米晶的水相合成与室温表面配体化学[D];吉林大学;2007年
7 胡海龙;Si基纳米晶阵列的制备及特性研究[D];兰州大学;2006年
8 戴全钦;CdSe等半导体纳米晶的合成及性质研究[D];吉林大学;2007年
9 郑金桔;过渡金属(Mn、Cu)掺杂纳米晶的制备和光电子性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
10 赵军伟;稀土掺杂NaYF_4上转换发光纳米晶的水相合成、表征及其生物应用探索[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴国艮;表面活性剂辅助下的纳米材料的制备、表征及性能研究[D];安徽师范大学;2007年
2 王晶晶;稀土离子掺杂的Ba_(0.65)Zr_(0.35)F_(2.70)上转换纳米晶的制备与表征[D];长春理工大学;2008年
3 田启威;稀土纳米材料的合成及发光性质研究[D];上海师范大学;2009年
4 邢蓉;纳米无机材料的水热合成及表征[D];扬州大学;2005年
5 周冰晶;模板剂对掺镧介孔纳米晶TiO_2微结构的影响[D];燕山大学;2010年
6 殷月红;ZnSe纳米晶的制备及其在有机电致发光器件中的应用[D];北京交通大学;2010年
7 温合静;基于钨酸基无机—有机层状混杂结构的钨系微纳米晶材料的制备与表征[D];郑州大学;2010年
8 孔伟;单分散Ag和TiO_2纳米晶的合成及自组装特性研究[D];浙江大学;2011年
9 余方丹;木质素基两性表面活性剂对ZnO纳米晶控制制备[D];东北林业大学;2011年
10 祝艳;纳米晶PbSe与SnSe的制备、表征及性能研究[D];南京理工大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026