锡基硫化物纳米材料的制备及性质研究

发布时间：2017-08-05 06:12

  本文关键词：锡基硫化物纳米材料的制备及性质研究

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【摘要】：随着现代科技的快速发展,人们对于半导体纳米材料的研究投入了越来越多的热情。半导体纳米材料具有众多优良的性质,由于其尺寸的优越性,纳米材料具有很多体相材料所不具备的独特的性质。合成纳米材料的方法日益繁多,人们对于纳米材料在尺寸上、形貌上、以及光学性能上的可控制备逐渐成熟,能够成功制备满足人们需求的,高效环保的纳米材料。纳米材料在磁学、光学、医学、传感、军事等方面都有着十分广泛的应用。目前,对于纳米材料在太阳能电池、各种光伏器件领域的应用是许多科研工作者研究的热点,发现并研究具有优秀光电性能的纳米材料是一个重要的研究方向。在众多的半导体纳米材料中,目前比较理想的薄膜光伏材料是I-III-VI族的硫化物。然而,因其中所含的稀有金属,如铟和镓,供给量有限,价格日益上涨,开发储量丰富、价格低廉的可替代的材料迫在眉睫。SnS2作为一种重要的锡基二元硫化物,其组成元素,锡元素和硫元素,在地球上储量丰富,价格低廉,且无毒无害,环境友好,是一种理想的金属化合物。SnS2纳米材料在近些年吸引了许多关注的目光,其可应用范围包括:钠离子电池、锂离子电池电极材料,气敏传感器、发光材料、光催化材料、光电传感器及太阳能电池材料等等。由于锡基硫化物优秀的性质,一系列的二元、三元及多元的锡基硫化物已经被成功制备出,并且被广泛应用于许多的前沿科技领域。那么,进一步研究新型的锡基硫化物,制备性能优异的新型材料,值得深入研究。目前对于SnS2纳米材料的光电性能探究还处于初级阶段,本论文针对这一问题进行了研究。此外,成功制备出两种新型锡基硫化物材料,对发展锡基硫化物的研究具有重要的意义。论文的主要内容总结如下:1.通过两种合成手段,制备出不同尺寸的SnS2纳米材料,以油相合成法制备5 nm的SnS2纳米粒子,以溶剂热合成法制备450-500 nm的SnS2纳米片。分别对两个尺寸的SnS2纳米材料进行光暗电流测试,对比和分析的结果表明:SnS2纳米粒子的光电流为暗态电流的3倍,SnS2纳米片的光电流约为暗态电流的7倍,SnS2纳米片具有更合适的光学带隙和更利于光生电荷传输的片状结构,SnS2纳米片相较于SnS2纳米粒子具有更优异的光响应能力。2.通过溶剂热法,成功制备出新型Zn2SnS4三元化合物。扫描电镜和XRD的研究结果表明:Zn2SnS4具有多层纳米片结构且属于立方晶系反尖晶石型结构。光暗电流测试结果表明,电流值随施加偏压增大而增加,光电流比暗态电流提升了10倍,光暗开关电流的测试表明,在数次循环过程中,材料能够保持对光响应的灵敏度和稳定性。利用该方法,成功制备了Cd2SnS4化合物,XRD的研究表明:制备的Cd2SnS4有类似于Cd2SnO4的晶体结构,其性质和晶体属性有待进一步研究。
【关键词】：纳米材料 锡基硫化物 光电性质 太阳能电池
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-37
• 1.1 量子点的基本介绍11-15
• 1.1.1 量子点的概念11
• 1.1.2 量子尺寸效应11-13
• 1.1.3 表面效应13
• 1.1.4 量子点在太阳能电池方面的应用13-15
• 1.2 锡基二元硫化物纳米材料的研究概况15-23
• 1.2.1 SnS纳米材料的研究现状15-18
• 1.2.2 SnS_2纳米材料的研究现状18-23
• 1.3 锡基三元硫化物纳米材料的研究概况23-26
• 1.3.1 Cu_2SnS_3纳米材料的研究现状23-25
• 1.3.2 ZnSnS_3纳米材料的研究现状25-26
• 1.4 锡基四元硫化物纳米材料的研究概况26-29
• 本文立题思想29-30
• 参考文献30-37
• 第二章 SnS_2纳米材料的制备与性质研究37-53
• 2.1 引言37-38
• 2.2 实验部分38-40
• 2.2.1 药品与试剂38
• 2.2.2 仪器与测试38-39
• 2.2.3 SnS_2纳米粒子的制备39
• 2.2.4 SnS_2纳米片的制备39-40
• 2.3 结果与讨论40-51
• 2.3.1 SnS_2纳米材料的电镜和吸收光谱表征40-45
• 2.3.2 SnS_2纳米材料的XRD表征45-46
• 2.3.3 SnS_2纳米材料的光电性质研究46-51
• 2.4 本章小结51-53
• 第三章 M_2SnS_4(M=Zn,Cd)纳米材料的制备与性质研究53-73
• 3.1 引言53-54
• 3.2 实验部分54-55
• 3.2.1 药品与试剂54
• 3.2.2 仪器与测试54-55
• 3.2.3 Zn_2SnS_4纳米材料的制备55
• 3.2.4 Cd_2SnS_4纳米材料的制备55
• 3.3 结果与讨论55-70
• 3.3.1 Zn_2SnS_4纳米材料的扫描电镜和漫反射光谱表征55-58
• 3.3.2 Zn_2SnS_4纳米材料的XRD结构表征58-62
• 3.3.3 Zn_2SnS_4纳米材料的EDS能谱表征62-63
• 3.3.4 Zn_2SnS_4纳米材料的光电性质研究63-65
• 3.3.5 Cd_2SnS_4纳米材料的SEM，XRD，EDS表征65-70
• 3.4 本章小结70-71
• 参考文献71-73
• 作者简介73-75
• 致谢75

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9 刘冰,任兰亭;21世纪材料发展的方向—纳米材料[J];青岛大学学报(自然科学版);2000年03期

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1 王少强;邱化玉;;纳米材料在造纸领域中的应用[A];'2006（第十三届）全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2006年

2 宋云扬;余涛;李艳军;;纳米材料的毒理学安全性研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

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6 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孙鹏;张颖花;;纳米材料的潜在性危害问题[A];中国毒理学通讯[C];2001年

8 张一方;吕毓松;任德华;陈永康;;纳米材料的二种制备方法及其特征[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

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1 记者 周建人;我国出台首批纳米材料国家标准[N];中国建材报;2005年

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3 ;纳米材料七项标准出台[N];世界金属导报;2005年

4 通讯员 韦承金邋记者 冯国梧;纳米材料也可污染环境[N];科技日报;2008年

5 廖联明;纳米材料 利弊皆因个头小[N];健康报;2009年

6 卢水平;院士建议开展纳米材料毒性研究[N];中国化工报;2009年

7 郭良宏 中国科学院生态环境研究中心研究员 江桂斌 中国科学院院士;纳米材料的环境应用与毒性效应[N];中国社会科学报;2010年

8 记者 任雪梅　莫璇;中科院纳米材料产业园落户佛山[N];佛山日报;2011年

9 实习生 高敏;纳米材料：小身材涵盖多领域[N];科技日报;2014年

10 本报记者 李军;纳米材料加速传统行业升级[N];中国化工报;2013年

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本文编号：623453