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纳米硫化锌的制备及其性能研究

作　者: 曾恒志
导　师: 丘克强
学　校: 中南大学
专　业: 物理化学
关键词: 固液反应超声波纳米ZnS 极性生长结晶性
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 504次
引　用: 2次
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内容摘要

本文对纳米科技及纳米材料，硫化锌的性质及用途，纳米硫化锌的制备方法等进行了全面综述，同时对超声波强化化学反应过程进行了论述，在此基础上提出了制备纳米硫化锌的新方法。主要研究了反应温度、Na₂S摩尔浓度、反应时间及液固比等对产物纯度及粒度的影响；原料形貌、超声波及搅拌对产物形貌的影响；及纳米硫化锌的性质。通过对影响产物硫化锌纯度及粒度的因素的研究，确定最佳反应条件为：反应温度80℃、Na₂S摩尔浓度2 mol／L、反应时间2 h、液固比1.2：1、冷凝管封口、反应前超声波分散15 min。此条件下得到棱柱体形、分散较好的、平均粒度为20 nm的闪锌矿纳米ZnS。通过对影响产物形貌的因素的研究，确定此反应遵从碱性条件下晶体的极性生长机制。通过对纳米ZnS的光学及热学性质研究，得出了此产物具有优良的红外透光性、较强的发光性能及优越的热稳定性。实验结果表明固液法结合超声波分散制备纳米ZnS与现有的方法相比，具有如下优点：工艺简单、原料便宜、制备周期短，且生成的纳米颗粒粒度分布均匀、具有良好的结晶性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-24
  1.1 硫化锌的性质和用途  9-14
    1.1.1 硫化锌的物理性质  9-11
    1.1.2 硫化锌的化学性质  11-12
    1.1.3 硫化锌的用途  12-14
  1.2 纳米硫化锌的制备方法  14-18
    1.2.1 固相法  14-15
    1.2.2 液相法  15-17
    1.2.3 气相法  17-18
    1.2.4 各种方法优缺点比较  18
  1.3 超声波强化化学反应过程  18-23
    1.3.1 超声波强化化学反应的机制  18-20
    1.3.2 超声场中制备纳米粉末的方法  20-22
    1.3.3 超声波对颗粒大小及晶型影响的进展  22-23
  1.4 课题提出的背景与意义  23-24
第二章纳米ZnS纯度影响因素的研究  24-31
  2.1 前言  24
  2.2 实验部分  24-25
    2.2.1 仪器与试剂  24
    2.2.2 制备  24-25
    2.2.3 ZnS粒子的测试和表征  25
  2.3 结果与讨论  25-29
    2.3.1 反应的热力学分析  25-26
    2.3.2 反应温度对产物纯度的影响  26
    2.3.3 Na_2S的摩尔浓度对产物纯度的影响  26-27
    2.3.4 搅拌时间对产物纯度的影响  27
    2.3.5 液固比对产物纯度的影响  27-28
    2.3.6 XRD分析  28-29
  2.4 小结  29-31
第三章纳米ZnS粒度影响因素的研究  31-42
  3.1 前言  31
  3.2 实验部分  31-32
    3.2.1 仪器与试剂  31
    3.2.2 制备  31-32
    3.2.3 纳米 ZnS粒子的测试和表征  32
  3.3 理论基础  32-33
  3.4 结果与讨论  33-39
    3.4.1 反应温度对产物粒度的影响  33-34
    3.4.2 Na_2S的摩尔浓度对产物粒度的影响  34-35
    3.4.3 搅拌时间对产物粒度的影响  35-36
    3.4.4 液固比对产物粒度的影响  36-37
    3.4.5 冷凝管回流对产物粒度的影响  37-38
    3.4.6 超声波对产物粒度的影响  38-39
  3.5 超声波制备纳米 ZnS的机理探讨  39-41
    3.5.1 超声波在晶核形成中的作用  39-40
    3.5.2 超声波对晶体生长的作用  40-41
  3.6 小结  41-42
第四章纳米ZnS形貌及性能的研究  42-55
  4.1 前言  42
  4.2 实验部分  42-43
    4.2.1 仪器与试剂  42-43
    4.2.2 制备  43
    4.2.3 纳米 ZnS粒子的测试和表征  43
  4.3 结果与讨论  43-54
    4.3.1 原料形貌对产物形貌的影响  43-45
    4.3.2 普通 ZnO转变成纳米 ZnS的过程  45-46
    4.3.3 纳米 ZnO转变成纳米 ZnS的过程  46-47
    4.3.4 超声波及搅拌对 ZnO转变成纳米 ZnS过程的影响  47-48
    4.3.5 纳米 ZnS生长机理的探讨  48-51
    4.3.6 红外谱图  51
    4.3.7 荧光发射光谱  51-53
    4.3.8 热重曲线  53-54
  4.4 小结  54-55
第五章总结  55-56
参考文献  56-63
附录  63-64
致谢  64

纳米硫化锌的制备及其性能研究

内容摘要

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