cu2s胶体纳米晶的水相调控合成及自组装研究

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1、分类号UDC东华大学学校代码10255学号!!Q窆194博士学位论文Cu2S胶体纳米晶的水相调控合成及自组装研究AqueousControlledSynthesisandSelf-assemblyofCopperSulfideColloidalNanomaterials学姓名马冠香指导老师胡俊青、NichoIasA．Kotov答辩日期丝!鳇羔昆垄鱼旦东华大学材料学院㈣鲻东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品

2、及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：马寇霭日期：功f％年f月2()Et东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在——年解密后适用本版权书。不保密杉学位论文作者签名吗冠葫日期：矽／昨妇27日指黝师戳：节日期翻嗨姐矿摘要Cu：S胶体纳米晶的水相调控

3、合成及自组装研究发展简便、可控、普适、环境友好的纳米晶合成方法，同时探索纳米晶的生长机制，以获得具有特定组成、尺寸、形貌的纳米材料，实现纳米晶的可控组装，构建功能化的纳米超结构，对于纳米材料的广泛应用具有非常重要的意义。其中，胶体纳米晶的水相合成是目前十分活跃的前沿研究领域。纳米晶的自组装也是合成新型材料的一种有效且具有发展前景的重要方法。高单分散、水溶性半导体纳米晶及纳米晶簇的制备、组装及表面功能化一直是材料研究的热点和难点。铜基硫属化合物半导体纳米材料在太阳能转换、电荷存储、等离子体共振、生物标记、气体传感等领域有着广泛的应用前景。然而，纯相硫化铜系化合物半导体纳米晶缺乏简单的、易复制

4、的、精确可控的、绿色环保的合成工艺，限制了其规模化生产和应用。因此，本文对硫化亚铜半导体纳米材料的水相合成方法以及自组装性质进行了研究。(1)TGA稳定的水溶性Cu2S纳米粒子的合成及调控。发展了一种低温水相中合成水溶性单分散Cu：S纳米晶的方法，以巯基乙酸(TGA)为配体稳定剂，氯化亚铜为铜源，硫代乙酰胺为硫源，在较低的反应温度下(70．90。C)，采用水相中加热的一步方法，成功制备了水溶性的TGA稳定的Cu2S纳米晶。并进一步研究了反应物的浓度配比、反应时间、反应pH值、回流温度等对反应活性的影响。由实验数据可以得出，可以通过改变反应物浓度配比，得到单分散的纳米晶及花状的纳米晶簇；随着

5、反应时间延长，纳米晶的尺寸增长，其形貌摘要也从圆形变为圆盘；反应溶液pH越大(碱性)，反应活性越大，纳米晶分散性越好，pH越小(弱酸性)，反应速度慢，且易得到20—50nm的纳米晶簇。(2)TGA稳定的水溶性Cu2S纳米晶的自组装研究。以水溶性的TGA稳定的Cu2S纳米晶为原料，采用简单的去除部分配体稳定剂的方法，成功的组装了连续结晶的高纵横比的一维及二维结构，例如成功将3．3nn'l的水溶性纳米晶组装为纳米链及纳米线；将5．5nm的水溶性Cu：S纳米片，组装为纳米链及纳米带的超结构，其中纳米带的尺寸可以达到4．20am宽，50．950rim长；而10Ilm左右的纳米晶可通过偶极．偶极相互

6、作用自组装为柱状体。这种连续结晶的组装结构可以增加载流子迁移率，可以简化水溶性纳米晶制备电子器件的过程。通过简单调节分散剂的pH值，重新分散胶体纳米晶的方法，组装了不同大小的硫化亚铜正四面体的和梭形的超结构。(3)Cu2S纳米棒阵列及手性Cu：S纳米晶的合成及调控。在同样的反应体系中，以L．半胱氨酸为稳定剂，通过优化反应条件，成功制备了表面布满Cu：S纳米棒阵列的柔性薄片和微球超结构。然后研究了以(D，L)．半胱氨酸和(D，L)一青霉胺手性分子稳定的Cu2S纳米晶的生长过程及光学性质，成功的制备了具有近红外等离子共振吸收的单分散水溶性的纳米晶，因手性半胱氨酸具有较好的生物相容性，为Cu：S

7、纳米材料的手性组装及应用在生物光热肿瘤治疗等开拓了前景。关键词：纳米粒子，硫化亚铜，水相分散，纳米带，自组装，纳米片，太阳能电池，电荷存储，生物应用摘要⋯—一～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯?⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯～一⋯⋯⋯：一⋯⋯⋯⋯一～⋯⋯⋯～⋯⋯⋯一AqueousControlledSynthesisandSelf-assemblyofCopperSulfideColloidalNanomaterialsABSTRACTInord