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准一维、二维、超晶格纳米CdS的制备、表征及性质研究

作　者: 张来军
导　师: 梁宏；沈星灿
学　校: 广西师范大学
专　业: 无机化学
关键词: CdS(硫化镉) 量子点 超晶格 准一维纳米材料 二维纳米材料 纳米粒子链
分类号: O614
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


第一章:本章中介绍了纳米材料所特有的表面效应和量子限域效应,以CdS 纳米材料的合成为主线综述了Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的合成研究现状与发展方向,着重介绍零维、一维、二维、三维纳米CdS 的合成方法及荧光性质,并对高荧光量子产率的Ⅱ-Ⅵ族量子点应用于生物分析和临床诊断、标记成像等前沿领域作了介绍和展望。 第二章: 详细描述了用硫代乙酰胺取代硫粉作为硫源制备高量子产率的CdS量子点并自组装成六方有序排列超晶格的实验方法,对所制备的量子点进行了TEM、SAED、XRD、PL、UV-Vis 等结构表征和性质研究,并系统地研究了成核/退火温度、退火时间、反应物浓度、分散溶剂等因素对CdS 量子点的影响。结果表明,本法可在较低温度下制备出光学性能优异的CdS 量子点;退火时间的控制有助于提高荧光性质;反应温度和反应物浓度可以调控粒子的大小和荧光峰的位置;溶剂的选取也会影响荧光强度。本方法制备CdS 量子点具有:①产物的量子产率高;②CdS 量子点能自组装形成超晶格结构;③方法简单、安全、节能、易实现可控合成等优点,并有推广应用于制备其它硫化物半导体纳米材料和进行工业化的应用前景。第三章: 用多羟基天然生物多糖淀粉作稳定和模板试剂,以氯化镉和硫化钠为原料制备二维纳米CdS, 并通过改变反应条件实现对三角形、梯形、棒状、四方形等形貌的控制。利用TEM、SAED、XRD、UV-Vis、PL、Raman 等手段对制得的二维纳米CdS 进行了结构表征和性质研究,考察了反应物浓度、陈化时间、S2 的加入方式等因素对形貌的影响,并对二维纳米CdS 的形成机理作了初步探讨。 第四章: 利用多羟基化合物淀粉作稳定包覆和模板试剂,氯化镉和硫代乙酰胺作原料,在碱性条件以及高温回流过程中制得了准一维的CdS 纳米粒子链。

全文目录


中文摘要  4-6
英文摘要  6-8
第一章 绪论  8-22
  1 纳米材料的主要概念及性质  8-9
    1.1 表面效应  8
    1.2 量子尺寸效应  8-9
  2 II-VI族半导体纳米粒子的合成现状  9-12
    2.1 液相法  10-11
    2.2 固相法  11
    2.3 分子前驱体和有机金属热解反应  11-12
  3 CdS 纳米材料合成研究概况  12-22
    3.1 CdS 的晶体结构  12-13
    3.2 CdS 纳米材料的合成  13-17
      3.2.1 零维的CdS 的合成  13-14
      3.2.2 一维CdS 的合成  14-16
      3.2.3 二维CdS 纳米材料的合成  16
      3.2.4 三维的CdS 纳米材料的合成  16-17
    4 II-VI 族半导体纳米粒子的荧光性质  17-18
    5 II-VI 族半导体量子点在发光器件、生物标记及临床诊断等方面的应用前景  18-22
第二章 六方排列的CdS 量子点超晶格的制备、表征和性质研究  22-36
  1 实验部分  22-24
    1.1 主要试剂  22-23
    1.2 主要仪器  23
    1.3 CdS 量子点的制备  23
    1.4 表征  23-24
  2 结果与讨论  24-36
    2.1 透射电镜和选区电子衍射结果分析  24-25
    2.2 紫外可见吸收光谱和荧光光谱结果分析  25-26
    2.3 X射线粉末衍射结果分析晶相与结晶度  26-28
    2.4 量子产率的测定  28-29
    2.5 反应条件的影响  29-34
      2.5.1 退火时间的影响  29-30
      2.5.2 反应物浓度的影响  30-31
      2.5.3 反应温度的影响  31-33
      2.5.4 分散溶剂对荧光的影响  33-34
    3 小结  34-36
第三章 生物多糖为模板制备二维纳米硫化镉  36-48
  1 实验部分  36-37
    1.1 主要试剂  36-37
    1.2 主要仪器  37
    1.3 二维纳米硫化镉的制备  37
  2 结果与讨论  37-47
    2.1 电子显微镜粒径与形貌分析  38-39
    2.2 选区电子衍射图分析  39-40
    2.3 X 射线粉末衍射结果分析  40-41
    2.4 CdS 溶胶的光谱分析  41-42
    2.5 Raman 光谱分析  42-44
    2.6 制备条件的控制和影响  44-46
      2.6.1 反应物浓度对CdS 制备的影响  44-45
      2.6.2 陈化时间对形貌的影响  45
      2.6.3 S~(2-)的加入方式对形貌的影响  45-46
    2.7 反应机理初探  46-47
  3 小结  47-48
第四章 准一维硫化镉纳米链的制备  48-56
  1 实验部分  48-50
    1.1 主要试剂  48-49
    1.2 主要仪器  49
    1.3 实验步骤  49-50
  2 结果与讨论  50-56
    2.1 电镜结果分析  50
    2.2 X 射线粉末衍射结果分析  50-51
    2.3 紫外可见吸收和荧光光谱分析  51-52
    2.4 制备的影响因素  52-55
      2.4.1 pH 对形貌的影响  52-53
      2.4.2 回流时间的影响  53-54
      2.4.3 超声处理的影响  54-55
    3 小结  55-56
参考文献  56-62
论文的主要内容和创新之处  62-63
硕士期间整理、发表的学术论文  63-64
致谢  64

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物
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