纳米硫化铋材料的制备、表征及性质研究

发布时间：2018-01-23 00:52

  本文关键词： 纳米Bi2S3 水热合成法 十字花状纳米结构 菊花状纳米结构 电化学储氢　出处：《天津大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：硫化铋(Bi2S3)是一种重要的半导体材料,其独特的物理化学性质受到广泛关注。Bi2S3纳米材料的特性在一定程度上由其粒度大小与形貌特征决定,因而制备形貌独特的Bi2S3纳米材料并探索其性能具有重要意义。本文以柠檬酸铋、硝酸铋等为铋源,以L-半胱氨酸、硫脲等为硫源,采用水热法、溶剂热法和常规液相法合成了一系列形貌独特的Bi2S3纳米颗粒,如十字花、菊花、蒲公英、哑铃和棒束状等,并以典型的十字花和菊花状Bi2S3纳米颗粒为研究对象,考察了它们的电化学储氢性能。本文选取具有十字花和菊花状特征形貌的纳米颗粒,通过分析体系中保护剂的种类及含量、铋硫元素的摩尔比、反应温度和反应时间等反应参数对样品形貌的影响,得到了优化的反应体系,分别制得了由花瓣相互垂直生长构成的十字花状纳米颗粒,和由数十个大小不一的花瓣构成的菊花状纳米颗粒。X射线粉末衍射表征结果证实,样品均为结晶良好的正交晶系Bi2S3纳米颗粒。扫描电子显微镜观察表明,两种形貌纳米颗粒均具有独特的纳米结构,分别由厚度仅为30和20 nm的薄层带状体构成。样品的循环伏安研究显示,具有十字花和菊花状形貌特征的Bi2S3纳米颗粒,表现出明显的电化学储氢行为,具有将其作为电化学储氢材料进一步开发利用的潜在价值。
[Abstract]:Bismuth sulfide Bi2S3) is an important semiconductor material. Its unique physical and chemical properties have attracted extensive attention. The properties of Bi2S3 nanomaterials are determined to some extent by their particle size and morphology. In this paper, bismuth citrate and bismuth nitrate are used as bismuth sources, and L-cysteine and thiourea are used as sulfur sources. A series of Bi2S3 nanoparticles with unique morphology were synthesized by solvothermal method and conventional liquid method, such as cross, chrysanthemum, dandelion, dumbbell and rod bundles. The electrochemical hydrogen storage properties of the typical Bi2S3 nanoparticles of cross and chrysanthemum were investigated. In this paper, the nanoparticles with the shape of cross and chrysanthemum were selected. The optimized reaction system was obtained by analyzing the effects of the kinds and contents of protective agents, the molar ratio of bismuth and sulfur, reaction temperature and reaction time on the morphology of the samples. The cross-flowered nanoparticles formed by the vertical growth of petals and the chrysanthemum nanoparticles composed of dozens of petals of different sizes were obtained respectively. The results of X-ray powder diffraction were confirmed. The samples were all well-crystallized Bi2S3 nanoparticles. Scanning electron microscopy (SEM) showed that the two kinds of morphology nanoparticles had unique nanostructures. The samples were composed of thin strip with thickness of only 30 nm and 20 nm. The results of cyclic voltammetry showed that Bi2S3 nanoparticles had the characteristics of cross and chrysanthemum morphology. It shows obvious electrochemical hydrogen storage behavior and has potential value of further development and utilization as electrochemical hydrogen storage materials.
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ135.32;TB383.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘狄;李大塘;;硫化铋溶解性的热力学研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2007年02期

2 马哈亚·艾斯江;巴哈尔古丽·别克吐尔逊;段丽梅;罗新泽;;铋、氧化铋、硫化铋在醋酸—硫脲中的溶解性研究[J];中国无机分析化学;2012年02期

3 马哈亚·艾斯江;巴哈尔古丽·别克吐尔逊;;铋、氧化铋、硫化铋在盐酸-硫脲中溶解性的比较研究[J];无机盐工业;2012年11期

4 谢纲朴;三氯化铁浸出硫化铋精矿[J];有色金属(冶炼部分);1982年05期

5 钟家松;向卫东;刘丽君;梁晓娟;杨昕宇;刘海涛;张景峰;;硫化铋纳米棒的制备与表征[J];稀有金属材料与工程;2010年S2期

6 马哈亚·艾斯江;巴哈尔古丽·别克吐尔汗;孙娜娜;;铋、氧化铋、硫化铋在硝酸-硫脲中的溶解性[J];光谱实验室;2012年04期

7 袁新松;杨保俊;于炯;柴多里;;硫化铋单晶纳米棒的回流法合成与表征[J];安徽化工;2008年03期

8 许秀莲,唐冠中;低品位硫化铋矿氯盐浸出的动力学探析[J];南方冶金学院学报;1993年04期

9 李作刚,张传福,曾德文;硫化铋精矿直接还原蒸馏的初步研究[J];稀有金属与硬质合金;1993年S1期

10 袁新松;杨保俊;王丽平;王艳苹;;一维纳米硫化铋制备工艺的研究进展[J];稀有金属与硬质合金;2009年04期

相关会议论文 前4条

1 于一强;张波萍;葛振华;尚鹏鹏;;湿磨时间与湿磨介质对硫化铋热电材料电传输性能的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

2 秦伟峰;樊璐;王小三;沈明;;刺猬状硫化铋微纳结构的复合模板法合成与表征[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面[C];2014年

3 朱子明;;进口硫化铋精矿湿法处理的试验及试生产[A];中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会第八届全国锡锑冶炼及加工生产技术交流会论文集[C];2006年

4 王剑飞;曾牡玲;徐娜;王家强;;过渡金属离子对硫化铋微球催化氧化十八烷基硅烷形貌的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（上）[C];2007年

相关博士学位论文 前2条

1 杨奇;一维硫化铋纳米/微米结构的合成及性质研究[D];重庆大学;2015年

2 张杜超;碱性加压氧化分离硫化铋精矿中钨钼与铋的研究[D];中南大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵阳;硫化铋纳米材料的电化学储锂研究[D];苏州大学;2015年

2 杨万里;层状硫化铋复合材料的制备及电化学储钠性能研究[D];苏州大学;2016年

3 胡海霞;纳米硫化铋材料的制备、表征及性质研究[D];天津大学;2015年

4 夏楚平;硫化铋矿与软锰矿交互焙烧新工艺研究[D];中南大学;2013年

5 代艳竹;硫化铋纳米材料的制备及其光学性能研究[D];天津大学;2010年

6 余娟;银、铜三元硫化物和硫化铋的合成及其催化聚合、氧化和抑菌性能研究[D];云南大学;2012年

7 张琪;纳米材料硫化镍和硫化铋的制备研究[D];湘潭大学;2008年

8 肖剑飞;硫化铋精矿低温碱性熔炼新工艺研究[D];中南大学;2009年

9 黄唤唤;具有CT响应的纳米硫化铋的制备、表征及应用[D];华中科技大学;2013年

10 吴际良;微波法合成含铋纳米材料及其表征[D];武汉工程大学;2010年

，

本文编号：1456216