CdS纳米材料的控制合成及其光催化性能研究

发布时间：2017-09-20 06:21

  本文关键词：CdS纳米材料的控制合成及其光催化性能研究

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【摘要】：纳米材料,被誉为“21世纪最具发展前景的材料之一”,目前已引起研究人员极大的研究兴趣。其中,半导体CdS纳米材料由于“量子尺寸效应”而比体材料具有更优越的光电性能,广泛的应用于光催化、太阳能电池、发光材料等领域。本论文以CdS纳米材料作为研究对象,通过简单的液相方法制备出花状CdS纳米结构,运用乙二胺作为辅助试剂控制制备出不同形貌的CdS纳米材料,并进一步制备出核壳结构的ZnS@CdS复合材料以及Co掺杂的CdS纳米花。系统探究了所制备材料的光催化性能和光电响应性能。本论文的主要研究内容如下:1、在无任何模板和添加剂的情况下,分别以氯化镉(CdCl_2·H_2O)和硫代乙醇酸(TGA)做镉源和硫源,通过简单的一锅水热法制备出花状的CdS纳米材料,详细地研究了其形成机理,探究了其对各种有机染料的光催化降解性能及光电响应性能。2、用氯化镉(CdCl_2·2.5H_2O)、氨水(NH_3·H_2O)、硫代乙醇酸(TGA)和乙二胺做原料,通过调节乙二胺的用量,可控制备出不同形貌的CdS,并探讨了其降解有机染料的光催化活性。3、以氯化镉(CdCl_2·2.5H_2O)、氨水(NH_3·H_2O)、硫代乙醇酸(TGA)和硝酸锌(Zn(NO3)2·6H_2O)为原料,制备好的CdS纳米花为核,通过简单的水热法合成出核壳结构的ZnS@Cd S复合材料,研究了所制备材料的光催化活性和光电响应性能。4、以氯化镉(CdCl_2·2.5H_2O)、氨水(NH_3·H_2O)、硫代乙醇酸(TGA)和硝酸钴(Co(NO3)2·6H_2O)为原料,通过简单的水热法一步合成出Co掺杂的CdS纳米花,探究了其光电响应性能。
【关键词】：纳米材料 硫化镉 水热法 光催化 光电响应
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O643.36
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 半导体纳米材料概述13-14
• 1.2 合成CdS微纳米材料的主要方法14-17
• 1.2.1 气相法14
• 1.2.1.1 物理气相沉积法14
• 1.2.1.2 化学气相沉积法14
• 1.2.2 液相法14-17
• 1.2.2.1 微乳液法15
• 1.2.2.2 溶胶-凝胶法15-16
• 1.2.2.3 模板法16
• 1.2.2.4 均相沉淀法16
• 1.2.2.5 水热/溶剂热法16-17
• 1.2.3 室温固相法17
• 1.3 CdS微纳米材料的应用17-19
• 1.3.1 光催化17-18
• 1.3.2 太阳能电池18-19
• 1.3.3 发光材料19
• 1.4 本论文的研究思路及研究内容19-21
• 参考文献21-25
• 第二章 花状CdS纳米材料的制备和光催化性能研究25-48
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-28
• 2.2.1 实验器材26
• 2.2.2 试剂26-27
• 2.2.3 产物的制备27
• 2.2.4 光催化性能测试27-28
• 2.2.5 表征28
• 2.3 结果与讨论28-41
• 2.3.1 产物的结构和形貌28-32
• 2.3.2 CdS纳米花的形成过程32-35
• 2.3.3 光催化性能35-41
• 2.4 结论41-42
• 参考文献42-48
• 第三章 乙二胺作为结构导向剂制备不同形貌的CdS纳米材料48-63
• 3.1 引言48-49
• 3.2 实验部分49-51
• 3.2.1 仪器49
• 3.2.2 试剂49-50
• 3.2.3 产物的制备50
• 3.2.4 光催化性能测试50
• 3.2.5 光电响应测试50-51
• 3.3 结果与讨论51-58
• 3.3.1 产物的结构和尺寸的表征51-53
• 3.3.2 产物的光学特性53-58
• 3.4 结论58-59
• 参考文献59-63
• 第四章 水热法合成核壳结构ZnS@CdS纳米复合材料63-75
• 4.1 引言63-64
• 4.2 实验部分64-66
• 4.2.1 实验器材64
• 4.2.2 实验试剂64
• 4.2.3 表征仪器64
• 4.2.4 产物的制备64-65
• 4.2.4.1 CdS纳米花的制备65
• 4.2.4.2 核壳结构ZnS@CdS复合物的制备65
• 4.2.5 光催化性能测试65-66
• 4.2.6 光电响应测试66
• 4.3 结果与讨论66-71
• 4.3.1 结构和形貌的表征66-69
• 4.3.2 性能测试69-71
• 4.3.2.1 光催化性能69-70
• 4.3.2.2 光电响应70-71
• 4.4 总结71-72
• 参考文献72-75
• 第五章 Co掺杂CdS纳米花的控制合成及其光电性能研究75-85
• 5.1 引言75-76
• 5.2 实验部分76-78
• 5.2.1 实验器材76
• 5.2.2 实验试剂76
• 5.2.3 表征仪器76
• 5.2.4 产物的制备76-78
• 5.2.4.1 CdS纳米花的制备76-77
• 5.2.4.2 Co掺杂的CdS纳米花的制备77-78
• 5.2.5 光电响应测试78
• 5.3 结果与讨论78-82
• 5.3.1 样品的元素分析78-79
• 5.3.2 样品的晶体结构79
• 5.3.3 样品的形貌79-81
• 5.3.4 样品的光电响应性质81-82
• 5.4 结论82-83
• 参考文献83-85
• 附录85-86
• 致谢86

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