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微纳米硫化锌材料的制备、表征及其性能研究

发布时间:2018-05-19 10:50

  本文选题:硫化锌 + 球形 ; 参考:《天津大学》2015年硕士论文


【摘要】:微纳米硫化锌(ZnS)半导体材料因其良好的物理化学性质受到了广泛关注,而微纳米尺度材料的性能又与其形貌、尺寸和结构等密切相关。因此,本文采用水热法,通过调节反应条件,对产物的形貌、尺寸和结构进行了优化,进而达到了调控ZnS材料相关性能的目的。首先,本文研究表明,以硝酸锌(Zn(NO3)2)和硫脲(CS(NH2)2)为原料,无论是在添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂的体系中,还是在完全不添加任何保护剂的体系里,采用水热法于较低温度下,均可得到球形的ZnS半导体材料。研究显示,合成的两种ZnS材料的晶型均为六方晶系的纤锌矿型结构;调节反应时间、反应温度等实验参数,可将产物尺寸控制在大约1.0μm。其次,本文以Zn(NO3)2和CS(NH2)2为原料,十二烷基硫酸钠(SDS)为保护剂,通过水热法,一步合成了一种核壳结构的ZnS半导体材料。研究表明,该ZnS材料的核、壳成分相同,晶体构造一致,均为立方晶系的闪锌矿结构;调节反应时间,可以方便地控制壳层构造的生长与闭合程度;优化反应条件,可以得到整体尺寸约为3.0μm、核壳结构特征突出的形貌新颖的ZnS微粒;而将该结构特征的ZnS材料用于亚甲基蓝的光降解反应,发现其对目标降解物的降解效率与其形貌特征有着紧密的关联,壳层闭合程度越高,降解效率越低。最优条件下,该核壳结构ZnS材料对亚甲基蓝的降解率可达97.3%。
[Abstract]:Due to its good physical and chemical properties, the properties of nanoscale zinc sulfide (ZnS) semiconductor materials are closely related to their morphology, size and structure. Therefore, the morphology, size and structure of the products were optimized by hydrothermal method and the reaction conditions were adjusted, and the related properties of ZnS materials were regulated. Firstly, the results show that the hydrothermal method is used at lower temperature, whether in the system of adding polyvinylpyrrolidone (PVP) or in the system without any protective agent. Spherical ZnS semiconductor materials can be obtained. The results show that the crystal form of the synthesized ZnS is wurtzite structure of hexagonal crystal system, and the size of the product can be controlled at about 1.0 渭 m by adjusting the experimental parameters such as reaction time, reaction temperature and so on. Secondly, using Zn(NO3)2 and CS(NH2)2 as raw materials and sodium dodecyl sulfate as protective agent, a core-shell structure ZnS semiconductor material was synthesized by hydrothermal method. The results show that the ZnS material has the same core and shell composition, consistent crystal structure and cubic sphalerite structure, adjusts the reaction time, can easily control the growth and closure of the shell structure, and optimizes the reaction conditions. A novel ZnS particle with an overall size of about 3.0 渭 m and prominent core-shell structure was obtained, and the ZnS material with this structure was used for the photodegradation of methylene blue. It was found that the degradation efficiency of the target was closely related to its morphology, and the higher the closure of the shell was, the lower the degradation efficiency was. Under the optimum conditions, the degradation rate of methylene blue by the core-shell structure ZnS material can reach 97.3%.
【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】:TQ132.41;TB383.1

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本文编号:1909815

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