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溶液—液相—固相法合成银—硫化锌异质结纳米棒或纳米线以及碱式氯化铅纳米线

尚航影  
【摘要】:在过去的几年中,纳米材料的形貌以及尺寸备受关注,它们在发光二极管(LED),太阳能电池,光催化,生物标记等领域都有很大的应用前景。在众多的纳米材料中,一维(1D)的半导体异质结构的纳米材料,例如纳米棒和纳米线因为具有可调的纵横比和载流子限制效应,这种独特的性能可能产生新颖的光电特性,从而在电子器件制作等领域中有巨大的应用潜力,因此已经引起了人们强烈的研究兴趣。到目前为止,通常采用气相和液相的方法如溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、溶剂热合成法来控制合成一维的纳米材料。同时,未来一维纳米材料的制备主要考虑的是,纳米材料的合成成本,性能以及其环境是否友好等方面。因此,探索最佳新的合成方法来合成高质量的一维纳米材料仍然是一个非常重要并且具有挑战性的课题。 本论文主要包括了以下两个部分的工作内容: 在第二章主要介绍了以银纳米晶为种子成功诱导生成了单分散性好、品质高并且尺寸以及形貌都可控的银-硫化锌异质结纳米棒或纳米线。通过改变反应条件,例如反应浓度、反应时间、反应温度、银纳米晶的粒径,可以控制银-硫化锌纳米棒或纳米线直径和长度(直径在5-9nm范围内,而长度则可以达到18-600nm不等)。银-硫化锌纳米棒或纳米线的界面是由银纳米晶的(200)面和硫化锌纳米棒或纳米线的(101)面共同组成的,其中硫化锌纳米棒或纳米线沿着(101)面方向优先生长的。通过对银-硫化锌纳米棒的光致发光性能和寿命的研究,我们发现银纳米晶能够增强硫化锌的辐射率。同时我们发现通过改变银纳米晶的尺寸,可以用来调节银-硫化锌纳米棒的荧光强度。当以粒径为5nm银纳米晶作为种子时,银-硫化锌纳米棒或纳米线的量子产率高达30%,与硫化锌纳米晶体系比较显示了更为优越的光学性能。 在第三章同样采用溶液-液相-固相法制备形貌均一、并且单分散性好、品质高、可规模化的一维Pb(OH)Cl纳米线。用乙酰丙酮铅和氯化铅为原料,然后选择油酸、油胺混合表面活性剂在十八烯中成功制备出高质量的Pb(OH)Cl纳米线。在合成Pb(OH)Cl纳米线的过程中,我们注意到混合表面活性剂的比例和反应条件(包括反应物的比例、反应温度等)都会对所的产物的尺寸以及形貌产生影响。通过TEM、HRTEM、XRD、SAED表征其形貌和结构。高分辨显示Pb(OH)Cl纳米线是沿着(111)生长的。X射线衍射结果与高分辨的结构一致。所得纳米线的直径在80-600nm之间,长度可达数百微米。当以Pb(OH)Cl纳米线为前体时,注入S、Se、Te硫族前体,通过腐蚀破坏Pb(OH)Cl纳米线的结构这一路径来合成单分散性好、形貌均一、并且有一定自组装行为的铅的硫属铅化合物PbE(E=S、Se、Te)纳米晶。


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