硫化铜纳米材料的合成与应用研究

发布时间：2017-06-30 17:21

  本文关键词：硫化铜纳米材料的合成与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属硫化物因其表现出的优良的物理及化学性能,具有较为广阔的潜在应用吸引了越来越的关注。纳米材料因其纳米尺度效应等优点一直是科研领域的前沿。对于纳米材料的应用来说,最主要的工作是研究合成,制备纳米材料的方法。传统的纳米材料合成方法的固相和气相法具有成本高,条件苛刻,步骤复杂等不利因素所以在实际的应用当中具有诸多限制。而对于水热/溶剂热来说方法简单,成本低,产量大在适当的方法下可以得到很理想的产物。本文研究了一种新的水热合成的方法,成功合成了不同形貌的硫化铜纳米材料同时合成了与二氧化钛结合的复合纳米材料。并研究了其催化,光催化性能,所合成的纳米硫化铜材料具有非常优良的三维结构,催化效果有很明显的提高。本文主要研究内容为:一、利用硫酸铜和硫代硫酸钠为反应物,聚乙烯醇(PVA)为形貌控制剂,利用水热的方法合成了具有三维结构的硫化铜纳米球纳米棒,纳米管等不同形貌。该方法是一种成本低,高效的合成方法,所合成的硫化铜纳米材料分散性好,结构均匀。利用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),元素分析(EDX),X射线粉末衍射(XRD),高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对所合成纳米材料进行了表征。所得的硫化铜纳米材料均为辉铜矿晶相。在水热反应过程中,PVA的含量对纳米结构具有十分重要的影响。利用亚甲基蓝为模拟污染物进行催化降解实验,在双氧水配合无光照的情况下染料很快完全降解,表现出很强的催化效果。二、二氧化钛因为其廉价无毒高氧化性等优势被用作为应用最广的光催化材料。因此二氧化钛被用于包括,催化,太阳能电池,气敏传感器及生物应用。作为一种众所周知的光催化材料,二氧化钛被证明是性价比最高的光催化剂。但是二氧化钛最大的缺点为宽能带半导体,缺少可见光部分的吸收,同时光生电子空穴复合现象比较严重。于此同时,太阳光的只有4%的能量在紫外区间,所以单纯的二氧化钛在太阳光催化应用方面具有很大的局限性。因此复合催化剂在光催化降解有机污染应用方面具有非常大的潜力。为了增强二氧化钛对有机染料的光降解效果,科研工作者做了很多努力,将二氧化钛与其他半导体结合是一个有效的办法。将二氧化钛纤维与硫化铜结合在一起,制备出二氧化钛硫化铜复合纤维并且通过调整铜离子的浓度来制备出不同粒径的硫化铜复合材料。利用XRD,TEM,HRTEM,SEM等手段对所制备材料进行表征。用亚甲基蓝为模拟污染物,考察了所合成的复合材料的光催化效果相对于纯二氧化钛纤维有明显提高。紫外可见光谱结果显示,复合材料在可见光及紫外区域的吸收有很明显的提高。
【关键词】：水热合成 硫化铜纳米材料 复合材料 催化
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ131.21;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一篇 绪论9-16
• 1.1 纳米材料的概念9-10
• 1.2 纳米材料的特性10
• 1.3 纳米材料的制备方法10-12
• 1.4 水热/溶剂热过程中晶体生长机理12-14
• 1.5 本论文研究目的及内容14-16
• 第二篇 研究内容16-46
• 第一章 具有三维结构的硫化铜纳米材料的制备与表征16-32
• 1.1 前言16
• 1.2 实验部分16-18
• 1.3 结果与讨论18-31
• 1.4 小结31-32
• 第二章 硫化铜二氧化钛复合纳米材料的制备与表征32-44
• 2.1 前言32-33
• 2.2 实验部分33-34
• 2.3 结果与讨论34-42
• 2.4 小结42-44
• 第三章 结论与展望44-46
• 3.1 结论44-45
• 3.2 展望45-46
• 参考文献46-51
• 作者简介51-52
• 致谢52

【参考文献】

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本文编号：502805