含硫过度金属纳米材料的形貌可控合成研究-论文.pdf

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1、含硫过度金属纳米材料的形貌可控合成研究◆刘颖(西北民族大学化工学院甘肃兰州730124)【摘要】形貌控制的发展可能会开辟出探索物质化学和物理性质的子的空心化程度，并且，CuS空心粒子的形貌与前驱体的形貌非新道路。含硫过渡金属纳米材料，由于其在太阳能转换、快离子、电常相似。子传导和催化反应中的应用潜力，已引起了广泛的关注。因此，本CuZnSnS(CZTS)纳米微球。该类纳米材料是采用溶剂热法制文就现阶段含硫金属纳米材料的制备方法进行了简略的评述，并得的，该方法反应条件温和、成本低廉。以无毒的乙二醇作为溶剂，对今后的研究方向进行了讨论。以二水CuCl、二水Zn(Ac

2、)：、五水SnC作金属源、硫脲作硫源，通【关键词】含硫过渡金属纳米材料过在体系中加入不同重量的表面活性剂PVP，在管式高压反应釜中高温反应24小时制得CZTS纳米微球。产物的SEM表征结果发现，无PVP加入时的产物为表面光滑的纳米微球，加入PVP后的产纳米材料其量子尺寸效应所带来的特殊的物理性质和化学物为表面嵌有纳米片晶的微球，产物形貌发乍明显改变，并且随着性质，从而展现出了，一阔的应用前景并成为当今科技最活跃的研PVP量的适量增多，嵌入的纳米片更为密集。此外，颗粒的尺寸也究领域之一。在这其中，由于中空的笼状半导体纳米材料已广泛应明显变小，团聚现象也得到明显的改

3、善。机理研究表明，作为表面用于催化、药物输送、轻质填充材料、隔音材料以及光学晶体材料活性剂的PVP对表面嵌有纳米薄片的CZTS微球形成起着决定性合成等方面，从而引起了极大的关注。在该领域中，含硫过渡金属的作用，这可能与溶液中PVP具有特定的立体化学构象有直接的纳米材料的研究是其中的热点之一，与其相关的合成方法、性能以关系。及应用等方面的研究进展较快。然而，由于纳米材料的超小尺寸和CuS十八面空心纳米笼。由于铜的硫化物和氧化物在电子传各向异性，且其形貌极易受外部环境及实验条件的影响而改变，这导、太阳能转换、快离子和催化反应中的应用潜力，因此被选用来使得纳米材料的合

4、成技术及方法成为制约纳米材料获得更广泛、合成CuS十八面空心纳米笼。该纳米材料是以PVP为表面活性便利的应用的瓶颈问题之。因而，对该类问题的研究具有重要的剂，将弱还原剂(抗坏血酸溶液)添加到Cu水溶液中来制备立方理论意义和应用价值。氧化亚铜纳米颗粒，然后，在加热的条件下加入硫源(硫脲)来制备目前，大多数合成方法研究多集中于模版法获得具有各向异中空的CuS纳米笼。根据机理研究结果，认为颗粒的纳米笼的形性的中空的笼状结构或一般形貌的含硫纳米簇材料，而非模版法成是Kirkendall效应的结果。利是利用已制备出来的纳米粒子作为前驱体，通过柯肯达尔效应二、展望(Kirk

5、endallEffect)制备空心纳米结构。但是，该类合成中所采根据含硫过渡金属纳米材料形貌可控合成研究的最新进展，用的前驱体多价格昂贵、有毒、制备工艺复杂不易获得，并且，制备未来在开发设计新型含硫过渡金属纳米材料的同时，应更多研究的纳米材料的形貌不易控制、粒径分布不均一。因而，制备新型的无毒、价格低廉的前驱体的制备以及纳米材料形貌和粒径的控制。无毒、价格低廉、易于获得且形貌可控的光催化、电催化含硫过渡金属纳米材料是亟待解决的前沿性课题之一。一、金属硫化物纳米材料的形貌可控合成参考文献：在合成光催化、电催化含硫过渡金属纳米材料过程中，纳米材【1]Y．H．Bing

6、，H．S．Liu，L．Zhang，D．Ghosh，JJ．Zhang，Chem．料的形貌对催化性能有较大的影响作用。因而，形貌可控的合成技Soc．Rev．2012．术的发展对于新颖纳米材料而言非常重要。在近年来的研究中，含【2lP．Strasser，Rev．Chem．Eng．2009．硫过渡金属材料实心球、空心球、纳米棒、纳米笼等都有报道。【31C．Y．Wang，Chem．Rev．2004．CdS纳米球、纳米棒。近年来，CdS由于其具有良好的的可见光『4]S．Wasmus，A．Kuver，I．Electroana1．Chem．2010．响应作为标杆材料而被大量研究

7、。其中，大多数采用模板法合成【5]M．K．Jeon，J．S．Cooper，PJ．McGinn，J．PowerSources．2008．CdS，而李曹龙等以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构向导剂【6]H．S．Liu，cJ．Song，L．Zhang，JJ．Zhang，HJ．Wang，D．P．水热法“一壶”制备了一系列CdS纳米材料。实验中，通过控制和改Wilkinson，J．PowerSources．2006．变水热温度，一次性制得了分散性良好的CdS实心纳米球、空心纳【7]A．S．Arico，S．Srinivasan，V．Antonucci，FuelCell

8、s1．2010．米球及纳