PbSPVP,CdSPVP纳米复合材料的制备与非线性光学性质研究

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1、青岛科技大学研究生学位论文PbS／PVP，OdS／PVP纳米复合材料的制备与非线性光学性质研究摘要本研究工作介绍了以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基体的硫化镉(CdS)纳米复合材料和硫化铅(PbS)纳米复合材料的制备、特性和应用，并且采用原位合成工艺制备出了CdS／PVP和PbS／PVP纳米复合材料。实验采用不同的反应试剂在PVP高聚物基体中通过原位化学反应生成硫化物纳米粒子，通过加入交联引发剂、紫外光照、恒温干燥、降低温度等手段对两种材料的制备工艺展开了研究，并对试样的组成、结构和非线性光学性质进行了研究。实验结果表明，随着硫化物在样品中含量的增加，得到的纳米粒子的尺寸

2、增大，利用紫外光照和交联剂能促进PVP在室温下交联，从而有效防止硫化物粒子长大。样品在冰水浴下反应和固化可以得到粒径更小的硫化物纳米粒子。由于不同硫源试剂释放硫离子的能力不同，生成的硫化物纳米粒子的尺寸有差别，用硫代乙酰胺和硝酸盐反应得到的硫化物纳米粒子粒径相对较小。通过SEM、TEM测试手段表明，PVP对纳米粒子具有良好的修饰和保护作用，有效限制了粒子的长大。论文中对其相关的修饰和保护作用机理进行了讨论。形成的硫化物纳米粒子是多晶，均匀地分散在PVP基体中。UV-Vis光谱分析表明，由于纳米粒子的量子尺寸效应，硫化物的紫外吸收边发生了显著蓝移。据此计算得出了不同制备

3、工艺得到的样品中粒径，并讨论了粒径变化的原因。Z．扫描分析表明得到的硫化物／PVP纳米复合材料存在明显的三阶非线性光学效应。其中CdS／PVP的非线性折射系数和非线性吸收系数分别达到10。1cm2W‘1和lO。7cmW以的强度，在光学器件的制备中具有应用潜力。关键词：硫化铅(Pbs)硫化镉(cds)聚乙烯吡咯烷酮(PⅥ，)纳米复合材料原位合成三阶非线性光学性质青岛科技大学研究生学位论文THEPREPARATIONANDNONLINEAROPTICALEFFECTINVESTIGATIONOFCdS／PⅦPbS／PVPNANOCOMPOSITEABSTRACTThepr

4、eparation，propertiesandapplicationsofcadmiumsulfide(CdS)nanocompositematerialsandleadsulfide(PbS)sulfidenanocompositematerialsusingPolyvinylpyrrolidone(PVP)asmatrixwereintroduceddetailedlyinthiswork．Anin．situformationprocessWasusedtosynthesizeCdS／PVPandPbS／PVPnanocomposites．Sulfidenanop

5、articleswereinsituformedinthepolymermatrixusingvarioussortsofsulfurandleadprecursors．Thefabricationprocesswasinvestigatedudnderdifferentconditionsincludingaddingcross—linkerintothematrix，ultravioletradiation，constantdryinganddecreasingtemperature．Thecomposition，structureandnonlinearopti

6、calpropertiesoftheas-obtainedsampleswerestudied．Theexperimentalresultshowedthatthesizeofnanoparticlesinthematrixincreasedwiththeraiseofthesulfideconcentration．TheadditionofCROSS．1inkerandultravioletradiationcouldpromotethecross—linkofthePVPmatrixatroomtemperature，preventingthenanopartic

7、lesfromgrowingup．Whenthereactiontookplaceatalowertemperature(icywater-bath)，theparticlesizebecamesmaller．TheparticlesizedistributionwasinfluencedbytheS厶releaserateofsulfurprecursors．Thenanocomopositesobtainedbyusingthioacetamide(TAA)andcadmiumorleadnitrateexhibitedsmallerpartic