用硫脲分子表面修饰的cds纳米粒子的合成和表征

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1、维普资讯http://www.cqvip.comoo无机化学学报．Vo1．15。No．51999年9月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRYSep．1889C【啦22T2J。【P用硫脲分子表面饰的cds纳米粒子的合成和表征、张宇张俊祥付德刚王怡红刘举正陆祖宏——————一一_————一(东南大学化学化工系，国家教委分子和生物分子电子实验室，南京210096)报道了用硫脲分子进行表面化学修饰的CdS纳米粒子的合成方法，井引入了AOT(磺基琥珀酸双一2-乙基己基醇钠盐)作为平衡反离子

2、．进一步对CdS表面作了修饰，增加了CdS纳米粒子在有机溶剂中的稳定性和可分散性我们还探讨了温度、浓度、pH等因素对合成的影响，井通过TEM，xRD、Fr—IR等手段对产物结构进行了表征。所得微粒粒径为5nm左右，呈球形．硫酥分子与C65纳米粒子富。表面通过形成Cd-S配位键而修饰在粒子表面。这种表面修饰的CdS纳米粒子将在非线性光学及自组装方面具有优异的性能。·关键词衰面修饰—硫—化—铡1纳米米粒粒子子硫硫腮腮I；。1I．王一艺1匕学疗材料一一一～一’；分类号O648．16＼半导体纳米粒子由于具有独特的量子

3、尺寸效应、表面效应和介电限域效应，而表现出新奇的光、电及化学性质。采用有机功能性基团对纳米粒子的表面进行化学修饰，以获得完好、化学可控的表面具有十分重要的意义，这已成为目前非常活跃的研究领域。表面化学修饰不仅能够增加纳米粒子的稳定性和可分散性，有效控制粒子大小，而且还可以通过利用表面修饰基团间的类超分子相互作用(如氢键、范德华力、库仑力、疏水相互作用等)实现对纳米粒子的组装，如LB、MD(分子沉积膜)、gA等成膜技术和类结晶操作，从而形成二维或三维量子点超晶格[⋯]。另外，表面化学修饰还使纳米粒子在发光和非线

4、性光学领域不断获得优异的性质[⋯]。因此系统地研究纳米粒子的表面修饰方法具有重要的理论和应用价值。目前对OtiS纳米粒子的表面修饰多用硫酚基团，用其它配体修饰还比较缺乏。本文报道采用胶体化学方法成功地合成了表面修饰硫脲分子的CdS纳米粒子，并对其影响合成的因素和结构进行了较为深入的探讨和表征，为以后进行组装工作和进一步性质研究打下了基础。1实验部分1．1药品硝酸镉cd(NOa)2·4H2O(A．R．)，硫化钠Na2S·9H2O(A．R．)，硫脲SC(NH2)2(A．R．)，磺基琥珀酸双一2一乙基己基酯钠盐(A

5、OT)(L_P．)，吡啶Py(A．R．)，氯仿(CHCIs)(A．R．)，硝酸HNOa(A．R．)。其中吡啶、氯仿用3A分子筛干燥处理；AOT用沸程60~90"C的石油醚溶解，热过滤除杂，收稿日期：1998—99-28．收謦改稿13期，1998-12—98。国家自袅!；辩学基金资勋项目(Ho．59599999)。*通讯联系^。第一作者：张宇，男，25罗t博士一研究方向r纳米垃子的表面化学修饰及组装。维普资讯http://www.cqvip.com·596·无机化学学报第l5卷再重结晶而得。1．2实验1．2．1

6、表面修饰硫脲的CdS纳米粒子(CdS／sc(NHz)，)的合成取1mmolCd(NO)·4H20溶于1000mL蒸馏水中，加入6mmol硫脲作为表面修饰剂+搅拌1h，测得pH=5．33；用硝酸水溶液调pH=3．00，继续搅拌1h后+置于冰水浴中30min；同时另取0．7mmolNaS·9HO溶于700mL蒸馏水中，置于冰水浴中30min，然后在剧烈搅拌下缓慢倾倒入上述CA(No)z水溶液中，继续搅拌30min，得黄绿色透明、均一、稳定的CdS水溶胶，此时pH一3．58。静置暗处24h，使其陈化。1．2．2反离

7、子替换及样品纯化由于上述实验中控制CAS纳米粒子表面富Cd，当粒子表面用中性硫脲分子修饰后仍然带有正电荷，它必然会吸附溶液中的阴离子No一作为平衡反离子，为了改善其稳定性和溶解性，我们用AOT作为反离子进行替换，此过程可表示为：AOTSONaCdS／SC(NH2)2／No3—————dS／SC(NH2)2／AOT-SO3一，NO3一实验中取0．7mmol精制AOT溶于100mL蒸馏水中，搅拌下过滤入制备的CdS水溶胶中，透明的CdS水溶胶立即变浑浊，继续搅拌30min后，置暗处24h；用超细滤纸抽滤，滤液无色

8、透明，加入NaS后变黄色，表明反应体系中仍含有过量的Cd；对过滤所得黄色CdS纳米粒子用蒸馏水反复洗涤后，真空干燥得桔黄色干粉末样品，可再分散于吡啶，氯仿中。1．3仪器岛津uV一2201紫外一可见分光光度计，傅里叶红外光谱仪FT—IR(Neolet公司750型)，透射电子显微镜TEM(JEOL公司JEM一200CX型)，粉末x一射线衍射仪XRD(D／Max—RA型)。2结果与讨论2．1浓度、温度、p