纳米CdS的制备和性能研究文献综述

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1、文献综述纳米CdS的制备和性能研究一、前言纳米材料是目前国际上非常热门的一个研究领域。纳米粒子是目前研究较多的一种纳米材料。特别是半导体纳米粒子,由于它具有的独特性质和新的规律如量子尺寸效应、表面效应和介电效应等,而成为当今非分子材料研究的热点,被称为半导体纳米功能材料。为了得到稳定的表面可控的半导体纳米粒子,人们用各种方法合成了表面修饰的纳米粒子或复合结构的纳米粒子,以期获得优良的光、电及物理化学性质。一般来说，纳米科学是研究纳米尺度范畴内物质运动和变化的科学，而在同样尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工

2、的技术则为纳米技术。从广义上讲，纳米科学技术不仅是尺度的纳米化，而是在一种有别于宏观和微观领域的介观领域中认识和改造自然，使人类进入崭新世界的科学技术。纳米科技的研究内容包括:创造和制备优异性能的纳米材料；设计、制备各种纳米器件和装置;探测和分析纳米区域的性质和现象。纳米科技主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学和纳米力学等7个相对独立的部分。目前，人们利用各种方法已成功制备出CdS、CdSe、Fe2O3、SiO2、CdSe、CdTe等纳米微粒,其中CdS纳米微粒(C

3、dSNPs)在光、电、磁、催化等方面应用潜能巨大，国内外学者对纳米CdS的制备、性质及其在荧光材料中的应用进行了广泛而深入的研究。制备纳米材料的方法主要有物理法和化学法两大类。物理法包括电沉积(ED)、喷涂(SP)和物理气相沉积(PVD)等方法，可制得粒径易控的纳米粒子，但因所需设备昂贵而限制了它的广泛应用；化学法主要有LB膜法、热分解法、微乳法、溶胶-凝胶法等，其中用于制备纳米CdS薄膜的方法有化学沉积(CBD)、分子束外延(MBE)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)等。本文综述了纳米CdS的制备方法及其

4、荧光材料的研究进展。二、纳米硫化镉的制备方法2.1固相法固相法是指用合适的镉盐和硫化物研细后直接混合，在研磨等作用下发生固相化学反应，进而制得纳米硫化镉的方法。该方法的突出特点是操作方便，合成工艺简单，转化率高，粒径均匀，且粒度可控，污染少，可避免或减少液相中易出现的硬团聚现象，以及由中间步骤和高温反应引起的粒子团聚现象。张俊松等[1]以巯基乙酸，氯化镉，硫化钠为原料，采用低温固相反应法制备纳米微粒，得到的纳米粒子粒径分布均匀，大小约为3～5nm。唐文华等[2]用硫代乙酰胺与氯化镉为原料，PEG-400作分散

5、剂，室温固相法得到立方晶系的纳米硫化镉，粒径为15～25nm。许小青等[3]用Cd(OAc)2·2.5H2O，Na2S·9H2O作原料，用PEG作稳定剂,合成出直径为10n，长为100nm的纳米线。曹洁明等[4]用Na2S·9H2O和Cd(CH3COO)2·2H2O通过不同时间的微波加热固相反应制备出了粒径较均匀的纳米粒子，并通过控制微波加热过程，可以改变的晶型。固相法主要缺点是原料较难混合均匀，研磨时间较难把握。2.2水热法水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中，采用水溶液或有机溶剂作为反应体系，通过将反

6、应体系加热到临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。杜娟等[5]用CdSO4和Na2S溶液作原料自压式聚四氟乙烯反应釜中均匀混合反应制得平均粒径为5nm的立方形纳米硫化镉，用CdSO4和硫代乙酰胺溶液作原料水热法合成反应制得平均粒径为26.6nm的六边形纳米硫化镉，用CdSO4和硫代乙酰胺作原料无水乙醇作溶剂自压式聚四氟乙烯反应釜中均匀混合反应制得平均粒径为22.2nm的立方形纳米硫化镉。陈友存等[6]以CdSO4和Na2S为主要原料,分别在水热体系和油酸体

7、系中制备了纳米CdS颗粒粒径约为10nm和4.6nm。水热法主要缺点是设备要求高，反应控制条件要求高。2.3模板法模板法合成的原理很简单,设想存在一个纳米尺寸的“笼子”，让成核和生长在该“纳米笼”中进行，在反应充分进行后，“纳米笼”的大小和形状就决定了作为产物的纳米颗粒的尺寸和形状，具有实验装置简单、操作容易、形态可控、适用面广等优点，可以合成更多特殊形态的纳米粒子。丛日敏等[7]以酯端基的4.5代PAMAM树形分子为模板,合成了分散性好、尺寸分布窄、发紫光的CdS量子点,平均粒径为1.5nm。Wang等[8

8、]用嵌段共聚物胶束作为模板，这种纳米反应器控制了CdS纳米粒子的生长，CdS的直径为2.8～9.7nm。王银海等[9]用CdSO4和Na2S溶液作原料，以多孔氧化铝为模板电化学沉积出CdS纳米线。桑文斌等[10]用脱乙酰化处理的甲壳胺作模板，CdCl2和H2S为原料合成出粒径为2-18nm的六方相的纳米硫化镉粒子。冯新星等[11]以蚕丝丝素蛋白为模板，以CdCl2·2.5H2O和硫代乙酰胺为原料在P