硫化锌纳米复合材料的制备、表征及性质研究

发布时间：2019-02-20 07:53

【摘要】：硫化锌(Zn S)作为一种典型的Ⅱ-Ⅵ族宽带隙半导体材料,其带宽为Eg=3.6 e V。由于其优异的特性以及在平板显示、太阳能电池、红外窗口、传感器等多种领域都展现了潜在的应用前景,Zn S材料已经引起了越来越多的关注。此外,Zn S材料还可以充当光催化剂净化污水。然而,研究表明,复合结构材料能够通过不同组分材料间的结合,使各组分材料的特性与功能糅合于一体,从而获得较硫化锌单体材料性能更为优异,应用领域更为广泛的材料。毫无疑问,研究性能增强的硫化锌复合材料的潜力巨大。本课题主要研究了Zn S纳米复合材料的制备,并获得性能更为优异的硫化锌复合材料。研究内容如下:通过水热路线成功制备了Zn S/Ni2P核壳复合材料,经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等一系列表征手段表征后得出结论:制得的复合材料是由立方相的Zn S微球和附着于微球表面的Ni2P纳米颗粒组成。而Zn S微球是由更小的Zn S纳米颗粒堆积而成。此外,对Zn S/Ni2P复合材料的光催化性能进行了评价,可知Zn S/Ni2P复合材料展现了较单一硫化锌材料更优异的性能。这可能是因为Zn S/Ni2P复合材料中的光生电子和空穴能更有效的分离,从而降低了光生电子和空穴的复合几率,进而更利于超氧离子、羟基自由基等能贡献于光催化降解的活性物种的形成。通过水热路线,以制备的Zn S微球作原料,乙酸镍作镍源,白磷作磷源成功合成出Zn S/Ni2P复合材料。通过对其结构及组成进行一系列表征得知,该复合材料由立方相的Zn S微球和成功附着在微球表面的六方相的Ni2P颗粒组成。光催化性能测试表明,Zn S/Ni2P复合材料与单一硫化锌相比,催化性能得到改善。针对Zn S/Ni2P复合材料,通过研究不同Zn S:Ni2P浓度比例对光催化性能的影响,可知Ni2P与Zn S的相对浓度太大或太小都不利于复合材料性能的提升。通过结合水热路线和溶剂热路线,成功制备出兼具磁性和荧光性的双功能Zn S/Fe3O4复合材料。通过表征可知,该复合材料是由立方相的Zn S微球和附着在微球表面的Fe3O4纳米颗粒组成。复合材料的荧光光谱表明Zn S/Fe3O4复合材料的荧光强度较Zn S的减弱,这可能是因为Zn S微球表面的Fe3O4颗粒能够吸收激发光与发射光,一定程度上能够导致荧光猝灭效应的产生。且复合材料荧光峰相对单体Zn S材料的荧光峰发生红移,可能是因为Fe3O4纳米颗粒促进了浅陷阱辐射复合所致。此外,Zn S/Fe3O4复合材料还展现了磁性响应,通过应用磁铁,可以从溶液中对该复合材料进行分离。
[Abstract]:Zinc sulphide (Zn S) is a typical type of 鈪，

本文编号：2426971