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《辽宁师范大学》 2010年
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溶剂热技术合成硫化铁和硫化镍纳米粉体

郭传华  
【摘要】: FeS_2(pyrite)具有合适的带隙宽度(0.95 eV)及高的光吸收系数(λ≤700nm,α≥5×10~5cm~(-1)),目前已成为薄膜太阳能电池的最佳吸收材料之一。但FeS_2(marcasite()0.3 eV)的存在大大影响了FeS_2(pyrite)的性能。具有黄铁矿型结构的硫化镍也是近年来日益引人注目的材料,然而它存在α-Ni_(3+x)S_2、β-Ni_3S_2、Ni_4S_(3+x)、Ni_6S_5、Ni_7S_6、Ni_9S_s、α-NiS、β-NiS、Ni_3S_4及NiS_2等多种物相。因此控制反应过程,合成单一物相的硫化铁和硫化镍纳米晶成为当前研究的热点。本工作采用溶剂热技术,通过调控原料摩尔比、反应温度、反应时间及添加表面活性剂来调控硫化物的物相组成及形貌结构,取得以下主要结果: 以硝酸铁和硫脲作铁源及硫源、乙二醇作溶剂,利用溶剂热技术合成了Fe3S_4和Fe_(1-x)S纳米晶;在表面活性剂PVP的协助下合成了FeS)2(pyrite)纳米晶,并有效抑制了pyrite其它伴生相尤其是marcasite的形成。通过调控原料的摩尔比、反应温度及反应时间可实现对产物晶相和形貌的有效控制。 以硝酸镍和硫脲作镍源及硫源、乙二醇作溶剂,采用溶剂热技术制备了Ni_3S_2和α-NiS纳米晶;在表面活性剂PVP协助下合成了立方相NiS_2纳米晶。丙烯酰胺能够调控硫化镍的晶相组成及形貌结构:随丙烯酰胺量的增加,产物从立方相NiS_2实心球转变为六方相α-NiS实心球(丙烯酰胺:硫脲=25:1),最终转变为斜方相β-NiS空心球(丙烯酰胺:硫脲=200:1)。 利用溶剂热技术尝试性地合成了硫化铁薄膜,该技术反应条件温和、产物纯度高、分散性好,而且物相的形成、粒径大小和形貌均易控制,是合成光电薄膜的一种低成本方法。
【学位授予单位】:辽宁师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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