CdS%2fSiO2纳米棒核%2f壳结构的制备和发光性能
纳米棒状MAl2O4∶Eu 2+,Dy 3+(M=Sr,Ba)长余辉发光材料的制备与性能
纳 米 棒 状 ＭＡ ２ ： ｕ ，Ｄ ３ （ ＝Ｓ ，Ｂ ） 余 辉 Ｉ Ｅ“ ０４ ｙ＋ Ｍ ｒ ａ长 发 光 材 料 的制 备 与 性 能
郑淑华 ， 刘应 亮 ， 高燕红 ， 文宇， 李 杨 泠 ， 徐 丽，王 朋
（ 暨南大 学化 学 系 纳米 化学研 究所 ， 东 广 州 ５０３ ） 广 １６２
获取 不 同形貌或 结构 的材 料 。
素 ， ｕ Ｎ ，， Ｄ （ Ｏ ）， Ｅ （ Ｏ ）， ｙＮ ， 放入一定比例的 Ｈ ０正 ， ／
丁 醇／Ｔ Ｂ混 合溶液 中 ， ＣＡ 磁力搅 拌 ２ ，把溶液 ～３ｈ
收稿 日期 ： ０ ６ １ —１ ； ２ ０ — ２ ４ 修订 日期： ０７ ０ —１ ２０ — ６ ８ 基金项 目： 家 自然 科学 基 金项 目 （０ ７ ０ ２ ５ ４ ２ ７ ） 广 东 省 自然 科 学基 金 项 目 （５ ０ ５５ 和广 州 市科 技 计 划引 导 项 目 国 ２ ６ １４ ， ０ ７０ ７ ； ０ ２ ０５ ）
程和随后的慢减过程组成 ，符合 ， 双 曲线规律。该方法操作简单 ，在不同的温度和时间下均合成 出了棒状 ＭＡ２ ４ Ｅ “ ，Ｄ ¨ ，不需 ：ｔ Ｉ ：ｕ Ｏ ｙ
球 磨 ，可 直接 应 用 。
关键词 ：纳米棒 ； Ｔ Ｂ Ｃ Ａ ；微乳液 ； 长余辉材料 ； 稀土 中图分类号 ：０ ８ ．１ ４ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１０ —４ ４ （０７ ０ —０ ６ ０ ０ ０ ３ ３２ ０ ）６ ６ ２— ６
称取 一定质 量 的 Ｅ 。， Ｄ ， ｕ０液。 ｕ Ｎ ， Ｄ （ Ｏ ） ， 按一定 的比例
称取 Ｍ（ Ｏ ） （ ＝Ｓ ，Ｂ ） １ Ｎ ３３ ９ Ｎ 。 Ｍ ｒ ａ ，Ａ （ Ｏ ） ・ Ｈ Ｏ，尿
明胶壳聚糖纳米SiO2复合微胶囊的制备及结构
文章编号：１００１－９７３１（２０１９）０３－０３１１２－０６明胶－壳聚糖－纳米ＳｉＯ２复合微胶囊的制备及结构＊侯雪艳１，２，赵文博１，张玉琦１，２，张恩生１，王项项１，王记江１，２，张耀霞１，２（１．延安大学化学与化工学院，陕西延安７１６０００；２．陕西省化学反应工程重点实验室，陕西延安７１６０００）摘 要： 以石蜡和壳聚糖作为囊芯材料，以明胶作为壁材，制备明胶－壳聚糖－纳米ＳｉＯ２复合微胶囊。
通过油水比、壳聚糖和明胶中分别引入纳米ＳｉＯ２等因素的调节，研究了其对微胶囊性能、结构的影响。
采用光学显微镜、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对微胶囊形貌等微观结构进行表征。
结果表明，油水比为３∶１时，制备的微胶囊结构和性能较好，在此基础上分别以不同的方式在壳聚糖和明胶中引入不同粒径的纳米ＳｉＯ２。
结果表明，未引入纳米ＳｉＯ２制备的微胶囊呈球形结构，部分为多核微胶囊；当在壳聚糖或明胶中加入ＳｉＯ２时，微胶囊壁材出现多孔结构，球形度降低，随着ＳｉＯ２量的增加，微胶囊壳层孔状结构增多，微胶囊的热损失率也随之增大；不同粒径的纳米ＳｉＯ２无论引入壳聚糖还是明胶中，微胶囊的热损失率都是随着ＳｉＯ２含量的增加而增大；较大粒径的纳米ＳｉＯ２引入后微胶囊热损失率小于小粒径纳米ＳｉＯ２引入后微胶囊的热损失率。
关键词： 明胶；壳聚糖；二氧化硅；微胶囊中图分类号： ＴＢ３４文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－９７３１．２０１９．０３．０１９０ 引 言微胶囊技术是将某些组分包裹在成膜物质中，以使包裹物质免受外界环境影响而发生性质的改变，或实现包裹物质的可控释放，该技术已广泛应用于许多领域［１］。
微胶囊的芯材、壁材以及合成方法的选择依赖于微胶囊芯材的组成和微胶囊的具体应用领域［２］。
其中微胶囊壁材的组成及结构对于微胶囊的性质和应用尤为重要［３］，目前常用的微胶囊壁材有有机高分子、无机材料、有机高分子与纳米杂化材料［４］。
超细Ni-C核-壳纳米颗粒的制备及其磁学和微波吸收性能
超细Ni-C核-壳纳米颗粒的制备及其磁学和微波吸收性能邝代涛;文祥;梁冰冰;侯丽珍;马松山;王世良【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2018(023)002【摘要】以乙酰酮丙镍为原料,通过金属有机物化学气相沉积,合成超细Ni-C核-壳纳米颗粒.采用XRD、Raman光谱仪、TEM和多功能物理测试系统对合成的纳米颗粒的物相、结构和磁学性能进行表征.这种超细纳米颗粒外表包覆一层厚度1~3 nm的C层,内部Ni核的平均粒径为13 nm.磁学测试表明,超细Ni-C核-壳纳米颗粒的饱和磁矩为24.5 emu/g,矫顽力为65.5 Oe,远低于直径超过20 nm的Ni-C 核-壳纳米颗粒的对应值.微波吸收测试表明,超细Ni-C核-壳纳米颗粒和石蜡的混合物的最小反射损失值(RLmin)为-48.7 dB,有效带宽(BWeff,RL≤-10 dB)为7.4 GHz,是一种非常具有潜力的微波吸收材料.【总页数】6页(P180-185)【作者】邝代涛;文祥;梁冰冰;侯丽珍;马松山;王世良【作者单位】中南大学物理与电子学院,长沙 410083;湖南师范大学物理与信息科学学院,长沙 410081;中南大学物理与电子学院,长沙 410083;湖南师范大学物理与信息科学学院,长沙 410081;中南大学物理与电子学院,长沙 410083;中南大学物理与电子学院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TB33【相关文献】1.化学气相沉积法制备核/壳结构Co/C纳米颗粒的结构与热稳定性 [J], 宋春蕊;喻博闻;邝代涛;梁冰冰;侯丽珍;马松山;王世良2.影响超细含能核-壳型复合材料制备的因素研究 [J], 王保国;陈亚芳;张景林3.超细TATB-BTF核-壳型复合粒子的制备 [J], 杨光成;聂福德;曾贵玉4.FeNi/SiO2核 - 壳纳米球的制备及磁学性质 [J], 彭坤;尹晓建;金晖5.核-壳结构壳聚糖/聚乙烯醇-聚碳酸亚丙酯超细纤维的制备 [J], 靳钰;聂俊;周应山;杨冬芝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核壳结构纳米晶体
核壳结构纳米晶体
核壳结构纳米晶体是一种特殊的纳米结构，由一个核心颗粒和一层或多层外壳组成。
这种结构可以改变纳米材料的性质，使其具有更好的稳定性、化学反应性和功能性。
在材料科学、化学和物理学等领域中，核壳结构纳米晶体被广泛应用于各种领域，如催化、能源、生物医学和环境科学等。
核壳结构纳米晶体的制备方法有多种，包括化学气相沉积、溶胶-凝胶法、微乳液法、模板法等。
这些方法可以控制核壳结构纳米晶体的形貌、尺寸和组分等参数，从而获得具有优异性能的材料。
核壳结构纳米晶体的性质主要取决于其组成和结构。
通过改变核和壳的组分，可以调节纳米晶体的物理和化学性质，例如电导率、光学吸收和催化活性等。
此外，核壳结构纳米晶体的功能还可以通过掺杂、表面修饰和复合等手段进一步优化。
在应用方面，核壳结构纳米晶体具有广泛的应用前景。
例如，在能源领域，可以利用核壳结构纳米晶体制造高效电池和电容器；在催化领域，核壳结构纳米晶体可以作为催化剂载体，提高催化反应的效率和选择性；在生物医学领域，核壳结构纳米晶体可以用于药物传递、生物成像和癌症治疗等。
总之，核壳结构纳米晶体是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
通过对其组成和结构的精确控制，可以获得具有优异性能的材料，为解决能源、环境、医疗和安全等领域的问题提供新的思路和方法。
4-非对称性Janus粒子的制备与可控组装
[Review]doi:10.3866/PKU.WHXB 201208222物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin.2012,28(11),2525-2535November Received:July 18,2012;Revised:August 22,2012;Published on Web:August 22,2012.∗Corresponding author.Email:xchen@;Tel:+86-531-88365420.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20973104,21033005)and Natural Science Fund of Shandong Province,China (2009ZRB01147).国家自然科学基金(20973104,21033005)和山东省自然科学基金(2009ZRB01147)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico-Chimica Sinica非对称性Janus 粒子的制备与可控组装杨轶叶伟陈晓*(山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,济南250100)摘要:古罗马的双面神(Janus)常被用来描述具有两种不同化学结构或性质的不对称粒子,Janus 粒子由于自身的特殊性能在药物载体、电子器件和乳液稳定等方面表现出良好的发展势头,其应用前景日益受到人们的重视.目前,Janus 粒子作为基本的组装基元受到越来越多的关注,相关组装方法也被广泛地研究,包括本体组装、界面组装和外界驱动力调控等,特别是Janus 粒子的双亲修饰与功能化.本文综述了现今Janus 粒子制备方法及对其进行修饰组装的最新研究进展,详细讨论比较了一步合成法、聚合物自组装法和晶种直接生长等方法的特点及差异,并对一些新型功能Janus 粒子的设计及潜在的应用前景进行了展望.关键词:Janus 粒子;表面修饰;不对称;双亲性;组装中图分类号:O648Preparation and Controlled Assembly of Asymmetric Janus ParticlesYANG YiYE WeiCHEN Xiao *(Key Laboratory for Colloid and Interface Chemistry,Ministry of Education,Shandong University,Jinan 250100,P .R.China )Abstract:Janus particles have different or asymmetric hemispheres both in structure and chemical properties.These particles have attracted increasing attention because of their unique characteristics and potential in applications as drug carriers,electronic components,and stabilizers for emulsions.Controlled fabrication of organized aggregates using these Janus particles as novel building blocks is becoming well concerned.Several assembly strategies,including bulk,interfacial and environmental modulated organization,have been developed based on the amphiphilic modification and functionality of Janus particles.This review summarizes recent progress on the preparation,modification,and assembly techniques for Janus particles.Some novel methods,including one-step synthesis,self-assembly of polymers,and seed directed growth,are discussed in detail and compared.Trends for designing new functional Janus particles and their potential applications are identified.Key Words:Janus particle;Surface modification;Asymmetry;Amphiphilicity;Assembly1引言1.1Janus 粒子1991年De Gennes 教授在诺贝尔奖颁奖大会上首次用Janus 来描述同一结构中含有两种不同化学组成或不同极性的非对称结构.1作为古罗马神话中的双面神,Janus 一词很形象地描述了不对称粒子的特征.由于Janus 粒子及其组装体在结构上的不对称性和组成上的多样性,使其展现出良好的应用前景,并越来越受到研究者的重视.例如,同时具有疏2525Acta Phys.⁃Chim.Sin.2012V ol.28水和亲水部分的双亲性Janus粒子,可以充当水包油或油包水型乳液的稳定剂;2并具有类似于传统表面活性剂的功能,能够降低水的表面张力.而带有正、负电荷的Janus粒子具有非常大的偶极矩,在电场下通过旋转可实现远程定位,是一类非常好的电子器件.3早期对Janus粒子的研究着重于制备结构和形貌不对称的粒子,随着应用研究的发展,制备结构新颖并具有优异性能的Janus粒子成为当前研究的热点.例如,Yang等4利用溶胶-凝胶过程中乳液界面自组装制备的Janus型SiO2空心球,在充当物质运输的载体和选择性吸附方面有很好的应用前景,可以通过调节该空心球内腔的亲疏水性来选择性地吸附水溶性和脂溶性物质.Okubo等5利用聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯-2-(2-溴代异丁氧基)-乙基甲基丙烯酸酯-接枝-聚-(2-(氨甲基)-乙基甲基丙烯酸甲酯(PDA)制备了一种蘑菇状的Janus粒子,该粒子中的聚-(2-(氨甲基)-乙基甲基丙烯酸甲酯(PDM)部分对pH值和温度具有双重响应性,在改变温度和pH 值时可使其表面的亲疏水性发生变化,从而作为粒子型表面活性剂使乳液稳定.非对称的Janus粒子本身也是一个非常好的建构基元,6利用组装技术,可以将纳米级的非对称粒子通过非共价相互作用组装得到一些特定结构的超分子聚集体.Janus粒子结构或组成成分的不对称性决定了其广泛的应用前景.哑铃型Janus粒子在医学检测和治疗中可作为多功能探针.7Au-Fe3O4粒子是其中的一个重要代表,它们具有生物相容性,被广泛运用于生物医药的光学和磁共振检测.与单一成分Au 或Fe3O4粒子相比,可同时进行磁、光两种性质测试;能够附着不同的化学基团,用于靶向造影和药物释放;通过控制粒子大小,可以调控和优化它们的性能.此外Janus粒子在外界磁场或化学反应存在时,可以展现出定向传输的优异性能.8例如金包覆形成的Janus粒子可以在垂直于外加电场方向进行传输.同样,通过表面活性催化也可使其定向移动,这种定向移动的Janus粒子在药物运输方面有着良好的运用价值.91.2Janus粒子类型随着人们研究的深入,发展并制备出了不同类型的Janus粒子.根据粒子的形貌与表面性质可以分为雪人状、橡子状、哑铃状、双组分粒子、半覆盆子状以及双亲Janus粒子等;根据粒子组成还可以分为无机粒子和有机/无机杂合型粒子;还有一类是由小分子或者嵌段聚合物通过聚集而形成的不对称聚集体,一般包括不对称球状、蠕虫状、棒状胶束和不对称型囊泡,如图1所示.此外,还有一些特殊类型的不对称粒子,如汉堡状10和蘑菇状粒子.11关于Janus粒子制备,已有许多综述文章,主要介绍了各种经典制备方法和粒子的功能性以及表征手段,12-15在此不再赘述.Janus粒子作为一种新型的建构基元越来越吸引人们的注意,而对其组装的关注较少.基于此,本文的主要内容集中在新的Ja-nus粒子制备及组装方法,为新型功能性粒子的设计、组装及应用提供参考.2不同类型Janus粒子的制备方法2.1一步合成法图1各种不同形貌Janus粒子的示意图Fig.1Schematic representation of various morphologies of Janus particles(a)Janus micelle;(b)snowman shape;(c)acorn shape;(d)dumbbell;(e)Janus dendrimer;(f)two-component particle;(g)half raspberry shape;(h)amphiphilic.Different colors and block shapes represent different materials or properties.2526杨轶等:非对称性Janus粒子的制备与可控组装No.112.1.1嵌段聚合物自组装法利用嵌段聚合物自组装制备超分子聚集结构是当前非常热门的研究领域,此方法原料的组成和结构容易调节,得到的超分子聚集体多种多样.一些特殊嵌段聚合物分子的引入,不仅可调节聚集体的形态,还可以对其性能产生很大的影响.例如,在分子中引入对pH或温度敏感的基团,当环境pH或温度发生变化时,聚集体的结构可发生可逆改变,从而使其具有环境响应性.16,17此外,嵌段聚合物中链的组成和长短易于裁剪,也为聚集体形貌的精确调控提供了可能.嵌段聚合物制备的Janus聚集体主要为结构非对称的胶束,包括球状、棒状或圆盘状.嵌段聚合物制备Janus聚集体主要利用了不同嵌段在溶剂中的相分离原理,由于在溶剂中的溶解能力不同,相同嵌段通过非共价作用相互聚集以降低体系的自由能.182001年,Müller等19用聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(SBM)成功制得了Janus 球状胶束,该胶束有一个聚丁二烯核,在核外面分别是由聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的半球.该聚集体自发形成的关键,在于PS、PMMA和聚丁二烯嵌段在溶剂中的溶解能力不同;同时链之间的交联保证了各聚合物链的取向,得到了这种非中心对称的粒子.该方法是第一种利用嵌段聚合物制备真正意义上的纳米级不对称聚集体.他们在此基础上又利用SBM自组装成功得到了Ja-nus型棒状胶束20以及盘状胶束.21通过酸解可将PMMA嵌段转化为聚甲基丙烯酸嵌段,使聚集体转化成双亲性的Janus聚集结构.通过比较不同流体力学半径的双亲性Janus盘型聚集体在水溶液中的结构变化,发现聚集体半径较小时能稳定存在,而半径较大时会发生弯曲,以保护疏水的PS嵌段.22利用嵌段聚合物也可以制备一些特殊形貌的Janus聚集体,澳大利亚Queens大学的Liu等10利用聚(丙烯酸叔丁酯)-嵌段-聚(2-肉桂酰乙氧基甲基丙烯酸酯)-嵌段-聚(琥珀酸甘油基单甲基丙烯酸酯) (PtBA-b-PCEMA-b-PSGMA)成功制备了汉堡状和棒状两种非对称结构聚集体.该棒状聚集体不同于一般的棒状胶束结构,其中PCEMA嵌段和PSGMA 嵌段是交替存在的,PtBA嵌段由于可溶性而接枝到胶束中PCEMA的表面上,如图2所示.综上所述可以发现,制备Janus聚集体至少要拥有三个嵌段,用两嵌段共聚物制备Janus聚集体的研究很少.而这或许与制备过程中每一嵌段所发挥的作用有关,深层的原因还需要进一步研究探讨.2.1.2晶种直接生长法含有两种不同无机纳米材料的Janus型不对称粒子,也被称为双组分粒子或者异质二聚体.该种粒子的合成是将一种无机粒子作晶种,另一种无机纳米材料直接在其表面成核生长而制得.该种不对称纳米粒子具有Janus粒子的典型特征,其合成方法相对于表面修饰要简单可行,因此受到了人们的广泛关注.Sun等23以Au为晶种,利用Fe(CO)5热分解法在Au表面成核并生长,最后在空气中氧化得到Au-Fe3O4异质二聚体纳米粒子,反应过程如图3所示.通过调节Au晶种纳米粒子大小,可以得到不同形貌粒子.随后该课题组24以Au1-Fe3O4纳米粒子为晶种,在其表面生长Au2,得到了Au2-Au1-Fe3O4纳米粒子,并通过这种竞争性的生长机制来研究该哑铃型粒子的力学稳定性.随着Au2的继续生长,在Au2和Fe3O4粒子的协同作用下,Au1脱离Fe3O4的表面,得到了Au1-Au2型的不对称粒子.Ag-Fe3O4纳米粒子异质二聚体的制备,可在溶液中利用一步法制得.25在温度升高的条件下,用乙酸银首先分解得到了Ag纳米颗粒作为晶种;随着温度的进一步升高,原料三乙酰丙酮铁发生分解,在Ag的表面成核并生长,由此得到不对称的Ag-Fe3O4异质二聚体.研究表明物质的配比、溶剂的极性以及反应的温度对该种异质二聚体生长有较大影响:增大Fe/Ag比例以及增强溶剂的极性都有利于二聚体向核壳结构转变.核壳结构纳米材料的图2PtBA-b-PCEMA-b-PSGMA三嵌段聚合物聚集形成汉堡状(a)和分段柱状聚集体(b)Fig.2Hamburger(a)and segmented column(b)like aggregates self-assembled by PtBA-b-PCEMA-b-PSGMA2527Acta Phys.⁃Chim.Sin.2012V ol.28电、光、催化等性能都会发生很大的变化;例如CdS/SiO 2核壳状纳米粒子可以避免CdS 纳米棒之间的团聚,有良好的分散性和耐腐蚀性,适当的SiO 2包覆层可以提高CdS 纳米棒的发光效率.26众所周知,两种不同材料的纳米粒子由于晶格不匹配问题,很难生长在一起,所以了解异质二聚体的生长机理,对于合成不同材质的这类Janus 粒子具有非常重要的意义.目前根据不同的制备方法,已提出了四种异质二聚体的生长机理,包括热能动力学、27表面活性剂辅助、28核控制29以及晶格不匹配30等机理.其中,晶格不匹配机理是指两种物质晶面间距相近或相等,晶格凝固时完全对接,这种情况下一种物质才能在另一种物质上形成异质结构.该机理较常用来解释粒子的生长机制,并在此基础上发展了利用高沸点有机溶剂中两步加热法生长第二种和第三种成分,31或进行选择性退火生长异质结构.32而异质结构中不同化学组分的比例、形貌和相对大小,对其磁、光、电等性能有重要影响.核控制机理是指晶种形貌或电子密度对异质结构形貌的影响.当另一种材料在晶种表面进行外延生长时,由于不同材料间电子密度不相同,会出现电子转移的现象,这种转移造成不同形貌的晶种外延生长线处电子密度不相同,从而形成不同形貌的Janus 粒子.热能动力学原理和表面活性剂原理在解释异质结构形成机理时被较少提及.相比之下，晶格不匹配原理比其它三种机理能更好地解释晶体的生长机理,符合晶体学中晶体形成过程中原子的排列规律.2.2表面选择性修饰法对各向同性的粒子进行表面选择性修饰,是制备Janus 粒子的重要技术之一,其原理是基于粒子表面的保护与修饰.根据纳米粒子空间约束的方式,主要有部分镶嵌法、反应液微接触法和模板法.部分镶嵌法是将纳米粒子通过部分镶嵌,使粒子的一部分表面得到保护,而在粒子未保护的表面,可以进行化学修饰,如图4所示.这种化学修饰可以通过化学刻蚀和化学生长来完成.反应液微接触法与部分镶嵌法相比,其本质都是表面修饰,只是对粒子的保护方式不同.它基于微乳液中分别存在的油相和水相,纳米粒子自发吸附到油/水界面来降低体系的自由能;在该两相界面上,可以分别利用油相或水相中溶解的物质来对纳米粒子的表面进行修饰.33但是该方法也有其不足的方面,因为粒子在油/水界面吸附时,本身会发生旋转,从而不利于修饰形貌的控制.利用固体石蜡的Pickering 乳液技术来固定纳米粒子,就可以完全避免这种自发性旋转.纳米粒子吸附在乳液的界面上,当温度降低至某一值时,石蜡固化形成纳米粒子/石蜡混合球,在未保护的纳米粒子表面可以进行一系列的修饰.2006年,Granick 等34首次利用SiO 2/石蜡的Pickering 乳液技术成功制备了具有荧光标记的Janus 型SiO 2粒子.实验表明,利用Pickering 乳液辅助技术可以一次制备克级以上量的Janus 粒子,克服了表面修饰技术中产量低的缺点.同时,利用表面活性剂来改变粒子表面的亲疏水性,进而可以调节纳米粒子在石蜡表面嵌入的深度,最终可以达到对Janus 粒子形貌的调控.35Yang 等36借助石蜡镶嵌技术,利用NH 4F 稀溶液对SiO 2胶体粒子进行非对称刻蚀,制得部分被刻蚀的SiO 2球;再通过聚合反应在SiO 2光滑半球表面接上PS,通过控制实验参数,可以得到蘑菇状、哑铃状、覆盆子状和雪人状等一系列SiO 2/PS 型Janus 粒子.后来的研究表明,经双亲性修饰后,限制了粒子在乳液界面自身的旋转,从而可以利用这种方法来修饰纳米粒子.37Kawaguchi 等38利用Pickering 乳液技术,在十六烷/图3制备Au 1-Au 2二聚体示意图Fig.3Schematic representation of Au 1-Au 2dimerformation图4粒子表面修饰示意图Fig.4Schematic representation of particle surfacemodification(a)isotropic particle;(b)modification with another material;(c)Janus particle2528杨轶等:非对称性Janus粒子的制备与可控组装No.11水界面制备了pH和热双重响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)-聚丙烯酸Janus微凝胶.通过表面修饰法也可制得高分子聚合物包覆的核壳状Janus微球.研究表明高分子壳层的存在改变了无机纳米核表面的特性并有效地改善了无机材料在不同集体中的相容性.例如将PS包覆的Ag核壳状Janus微球作为滑油添加剂具有良好的抗磨性能.39模板法也是一种非常重要的表面修饰技术,模板的存在可以提供晶体生长的途径或者提供某种空间约束,使得粒子能够按照既定的方向生长或修饰,从而得到非对称的结构.2008年,Li等40利用附着巯基的聚氧乙烯单晶(HS-PEO)作模板,运用固态接枝技术成功制备了PEO和PMMA修饰的双亲性Janus金纳米粒子.Dong等41利用表面活性剂CTAB 作为模板在磁性的Fe3O4表面成功接入二氧化硅粒子,得到了蠕虫状的Fe3O4-SiO2粒子;加入荧光增强剂之后,具有很好的荧光效应,可以用于物质传输的示踪和定位等作用.Tang等42利用SiO2为模板成功制备了单DNA分子修饰的Janus金纳米粒子.根据不同配体在纳米粒子表面会发生微相分离的原理,2008年Chen等43利用双亲性嵌段聚合物PS154-b-PMAA60,以及疏水和亲水小分子修饰金纳米粒子,在嵌段聚合物的作用下,配体发生微相分离,得到了Au-PS154-b-PMAA60的混合Janus粒子.粒子表面的配体可以诱导一些纳米粒子的沉积,从而将无机-有机杂合Janus粒子转换成无机Janus粒子. 2010年,该课题组44又利用4-巯基苯甲酸以及聚丙烯酸在金纳米粒子表面的相分离修饰了Au纳米粒子,巯基苯甲酸中羧基可以诱导SiO2的沉积,而聚合物中羧基则不能.因此可以利用溶胶凝胶法在金纳米粒子表面生长出SiO2粒子,得到Janus状的SiO2-Au粒子.还有一些利用表面修饰技术制备Janus粒子的方法.如Moore等45利用石蜡镶嵌二氧化硅技术,对裸露的二氧化硅表面进行硅烷蒸汽修饰,在另一面用亲水性物质修饰,可以得到双亲性的Janus粒子.Ravaine等46利用二氧化硅胶体粒子与PS结合,在未结合的部分连接上亲水基团;脱附掉PS部分之后,再将剩下的部分接上疏水基团,制备了双亲性的二氧化硅粒子.2.3其它制备方法除前面介绍的技术路线,还有其它一些特殊的方法制备Janus粒子,从而在很大程度上丰富了Janus粒子的制备途径,因而也得到了人们的重视.例如,Yang等47在纳米粒子表面通过紫外光诱导接枝和耦合反应,分别连接上亲水性和亲油性的嵌段,制备了双亲性的Janus粒子.Hatton等48利用超声辅助技术制备了SiO2和PS的不对称粒子,在PS 中含有磁性的Fe3O4.实验表明该粒子有很好的稳定乳液的功能,而在磁场条件下,稳定的乳液可以迅速被破坏.最近,Yang等49利用溶胶凝胶法制备了Janus空心球,分别对球的两侧进行修饰,再将空心球粉碎,就可以得到双亲的无机Janus纳米片.综上所述,Janus粒子的制备方法各有其优点与不足.嵌段聚合物自组装法的原料组成容易调节,得到的聚集体多种多样,但其形貌及尺寸难以控制;晶种直接生长法,主要用于无机Janus粒子的制备,反应条件要求较高.而表面选择修饰法可以制得无机材料与有机材料共存的Janus粒子,是一种较为简单且应用性较强的制备方法.3Janus粒子的可控组装随着Janus粒子的制备研究越来越广泛,已制备得到多种形貌的Janus粒子,为了更好地探索其应用价值,将微观的粒子组装得到一些超分子聚集结构就显得尤为重要.作为愈来愈受到广泛关注的自组装基元,特别是双亲性Janus粒子,由于具有类似双亲分子的疏水和亲水部分,使它们的自组装行为得到人们的重视.50双亲性Janus粒子既具有一般表面活性剂的功能,如降低界面张力、润湿、増溶和乳化等,51同时又能展现良好的光学、电学和磁性能,从而在光学和电子器件设计等方面有很好的应用前景.52当前,Janus粒子的组装研究主要包括了理论上的计算模拟和实验上的本体组装与界面组装.3.1双亲Janus粒子的理论模拟当前,利用理论计算模拟表面活性剂在溶液中的聚集行为是一种非常重要的研究方式.而双亲性Janus粒子由于具有类似于表面活性剂的功能,在溶液中也应能够聚集形成一些超胶体结构.同时Janus 粒子之间的相互作用与粒子之间的取向有关,这些与取向有关的驱动力不同于小分子表面活性剂.在这些取向作用力的作用下,就有可能得到一些特殊的超胶体材料.将分子模拟的方法引入到双亲性Janus粒子自组装行为的研究,易于证明其在溶液中组装的可能性.而且,运用理论计算也可以对粒子组装的动力学过程进行研究,从而找出双亲性Janus 粒子与普通表面活性剂不同的组装行为.2529Acta Phys.⁃Chim.Sin.2012V ol.28Granick等50利用Monte Carlo方法研究了由一个疏水半球和另一个带电半球构成的双亲性Janus 球在水溶液中的聚集行为,发现它们在溶液中首先形成小的聚集体,由少于10个的Janus球组成;随着盐浓度的增加,粒子间的静电屏蔽作用增强,这些小的聚集体又相互融合形成了大的蠕虫状胶束.利用实验他们验证了理论计算的正确性.该课题组53进一步对Janus粒子聚集体的动力学进行了研究,发现正是由于Janus粒子的取向作用力,使得聚集体之间可以发生相互转化,这种转化是通过如下三种机理实现的:单独的粒子逐渐融合到了聚集体中;聚集体之间相互融合;聚集体发生异构化.即使是在平衡态下,聚集体的形貌也是不断在变化的.Klapp课题组54新近利用分子模拟技术探究了双亲性Janus粒子在体相中的聚集行为以及动力学特征.研究表明,在低于一定的密度(该密度由聚集的温度决定)下,Janus粒子可以聚集成簇.此聚集体之间的相互作用力弱,接近于球形,平均包含6-8个粒子.理论模拟是判断Janus粒子自组装行为是否发生的重要依据,也是研究Janus粒子组装行为的重要方法.目前对于Janus组装的模拟计算较少,主要集中在体相组装的模拟,对于界面组装以及外界驱动力组装的模拟计算需要进一步探究.3.2本体组装本体组装是一种非常重要的实验组装方式,主要指Janus粒子在溶液中不同驱动力的作用下,相互聚集形成某种有序结构.Kumacheva课题组55利用修饰后的Au-CdSe不对称Janus粒子在体相中组装得到六角状的2D超晶格结构.该研究利用11-巯基十一烷酸取代Au表面的月桂胺和双十二烷基氯化铵,使粒子的Au帽面具有亲水性,利用Au面上羧基之间的氢键相互作用加强超晶格的稳定性.这种超晶格结构在光电感应方面有着潜在的应用价值.最近该课题组56又利用Au-CdSe纳米棒(NRs)进行自组装.研究发现,没有外界因素干扰的情况下,在单纯的甲苯体系中,为了减少非极性溶剂和Au帽间的相互作用,NRs可以自组装成细长链状或者星状结构.当向溶剂中加入极性溶剂2-丙醇后,2-丙醇部分取代CdSe上的非极性溶剂,为了减少CdSe上配体与溶剂的相互作用,NRs自组装成肩并肩的带状结构或者二维薄膜状结构(如图5所示).Schenning等57用二硫化物在金纳米粒子表面同时接入疏水的癸基和亲水的氧乙烯链,通过调节反应物中亲疏水分子的比例来调控粒子的亲疏水性,在水溶液中自组装成功得到了盘状的聚集体.他们根据Bjørnholm等58的实验结果,大胆地推测在组装过程中该粒子配体发生了微相分离,使得亲、疏水分子在粒子的表面不对称分布,形成了Janus 状双亲性的金纳米粒子.Chen等59利用界面工程法成功制备了C8硫醇和3-巯基-1,2-丙二醇修饰的双亲性Janus金纳米粒子,并研究了该粒子在水溶液中的自组装行为,发现它们能形成稳定的聚集体;并随粒子浓度的增大,聚集程度不断增大,与传统表面活性剂的组装行为类似.利用湿化学方法制备不同形貌的SiO2Janus粒子,可实现粒子表面的不同功能化.所得到的双亲性SiO2粒子在水/乙醇(1:1)混合溶液中能自组装得到球状和棒状聚集体.60以上短链配体修饰的纳米粒子,配体相对于纳米粒子的尺寸太小,所以粒子与粒子之间的相互作用较强,很大程度上弱化了配体与配体之间的相互作用,限制了该类双亲性粒子在溶液中的聚集行为.所以增加配体的长度,强化配体之间的相互作用,能够大大丰富它的组装行为.Moffitt等61用PS-b-PMAA-PMMA三嵌段聚合物中PMAA嵌段诱图5不同溶剂中Au-CdSe纳米棒自组装示意图Fig.5Scheme of solvent-based self-assembly of Au-CdSe nanorods(NRs)in different solvents(a)monodispersed NRs,(b)star-or chain-shaped aggregates,(c)belt or2D-film aggregates;Au:cap,CdSe:rod2530。
CsPbBr_(3)Si_(3)N_(4)复合材料制备及发光性能
第42卷㊀第6期2021年6月发㊀光㊀学㊀报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.42No.6June,2021文章编号:1000-7032(2021)06-0829-09㊀㊀收稿日期:2021-03-11;修订日期:2021-03-24㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(51962005);江西省自然科学基金(20192BAB206010);江西省井冈市青年学者奖励计划([2018]82)资助项目Supported by National Natural Science Foundation of China (51962005);Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20192BAB206010);Award Program of Youth Jinggang Scholars program in Jiangxi Province([2018]82)CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能徐范范1,2,3,聂文东1,2,3,尧利钦1,2,3,何盛安1,2,3,陈㊀广1,2,3,叶信宇1,2,3,4∗(1.江西理工大学材料化学冶金学部,江西赣州㊀341000;㊀2.江西理工大学稀土学院,江西赣州㊀341000;3.国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心,江西赣州㊀341000;4.江西省稀土发光材料与器件重点实验室,江西赣州㊀341000)摘要:近年来,钙钛矿量子点CsPb X 3(X =Cl,Br,I)稳定性较差的问题引起了广泛关注㊂本文在室温下合成了稳定的CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉并将其应用于白光发光二极管(WLEDs)㊂通过X 射线衍射(XRD)㊁扫描电子显微镜(SEM)㊁能谱仪(EDS)㊁激发和发射光谱(PL㊁PLE)等分析测试手段对CsPbBr 3量子点和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的结构㊁形貌㊁元素组成及光谱特性等进行了分析对比㊂实验结果表明,CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉的热稳定性㊁水稳定性㊁色稳定性均得到了显著提升㊂80ħ时CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%,水中浸没120min 后发光强度能保持初始发光强度的75.5%㊂CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料的量子效率则由CsPbBr 3量子点粉体的15.4%提升至35.4%㊂将CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料与K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉㊁InGaN 基蓝光LED 芯片封装制得的WLED 器件色域为113.4%NTSC,流明效率达49.4lm /W㊂关㊀键㊀词:钙钛矿量子点;绿色荧光粉;稳定性中图分类号:O482.31㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀DOI :10.37188/CJL.20210085Preparation and Luminescent Properties of CsPbBr 3/Si 3N 4CompositeXU Fan-fan 1,2,3,NIE Wen-dong 1,2,3,YAO Li-qin 1,2,3,HE Sheng-an 1,2,3,CHEN Guang 1,2,3,YE Xin-yu 1,2,3,4∗(1.Faculty of Materials ,Metallurgy and Chemistry ,Jiangxi University of Science and Technology ,Ganzhou 341000,China ;2.School of Rare Earth ,Jiangxi University of Science and Technology ,Ganzhou 341000,China ;3.Key Laboratory of Rare Earth Luminescence Materials and Devices of Jiangxi Province ,Ganzhou 341000,China ;4.China National Engineering Research Center for Ionic Rare Earth ,Ganzhou 341000,China )∗Corresponding Author ,E-mail :xinyye @Abstract :In recent years,the poor stability of perovskite quantum dots CsPb X 3(X =Cl,Br,I)has attracted extensive attention.In this paper,we synthesized stable CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphors at room temperature and applied to white light emitting diodes(WLEDs).The structure,morphology,element composition and luminescent properties of CsPbBr 3and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphors were in-vestigated by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectrometer(EDS),excitation and emission spectra(PL,PLE).The thermal stability,water andcolor stability of CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphor were obviously improved.The emission intensity of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor can maintain 87.4%of the initial emission intensity at 80ħ,and main-tain 75.5%of the initial emission intensity after being immersed in deionized water for 120min.The quantum efficiency of CsPbBr 3/Si 3N 4composite is increased from 15.4%of CsPbBr 3quantum830㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷dots powder to35.4%.By packing the CsPbBr3/Si3N4phosphor with K2SiF6ʒMn4+red phosphor and InGaN based blue LED chip,the color gamut of the WLED device is113.4%NTSC and the lu-minous efficiency is49.4lm/W.Key words:perovskite quantum dots;green phosphor;stability1㊀引㊀㊀言近年来,全无机钙钛矿量子点(Perovskite quantum dots,PQDs)由于量子效率高㊁色纯度高㊁半峰宽窄㊁发射光谱可调等优势[1-5]成为了研究的热点,已经成功地应用在发光二极管(LEDs)㊁太阳能电池㊁激光以及光电探测器等方面[6-10]㊂但是,目前全无机钙钛矿量子点本身还存在的一些问题阻碍了其应用的进一步发展㊂首先,由于本身固有的离子属性,导致其稳定性较差,在氧气㊁极性溶剂㊁光㊁热等恶劣环境中,量子点会分解进而导致荧光猝灭[11-14]㊂其次,量子点胶体溶液拥有很高的量子效率,但是粉末形式的量子点会发生严重的荧光猝灭行为[15-16],而实际应用中更倾向于荧光粉体的使用,因此,提高粉体的量子效率是很有必要的㊂将CsPb X3(X=Cl,Br,I)PQDs与稳定性高的材料结合制成复合材料是一种提高稳定性行之有效的方法㊂He等[17]报道了利用多孔氮化硼纳米纤维(BNNFs)作为载体保护CsPbBr3PQDs不受外界环境的影响,所制备的CsPbBr3/BNNF复合材料在空气环境中具有优异的光稳定性和长期贮存稳定性㊂此外,CsPbBr3/BNNF复合材料还表现氨响应行为,即在氨气中光致发光强度明显降低,在氮气中处理后光致发光恢复㊂有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3PbI3同样具有这样的氨响应行为,但是它的响应行为是不可逆的㊂而氨气处理3h后,CsPbBr3/BNNF仍可在氮气处理后恢复㊂Qiu等[18]采用一锅原位法在剥离的二维六方氮化硼(h-BN)纳米片上直接生长均匀的钙钛矿纳米晶㊂这种复合材料具有良好的导热性,并能及时散热,因此表现出优异的热稳定性,在120ħ时光致发光强度仍然可以保持初始发光强度的80%(约为纯钙钛矿纳米晶的6倍)㊂上面两种策略都使用传统的热注入法合成复合材料,且前处理要几小时,甚至30h,操作复杂,耗能耗时㊂Li等[19]首次利用h-BN纳米片在室温下通过简单的非均相成核-生长过程合成稳定的CsPbBr3 PQDs㊂由于二维纳米片比表面积大且存在丰富的介孔,因此立方CsPbBr3PQDs可以附着在h-BN纳米片表面㊂h-BN纳米片独特的二维结构和优异的导热性使h-BN/CsPbBr3PQDs纳米复合材料的湿度稳定性和热稳定性显著增强㊂这种方法由于是在室温下制备,不仅节能而且操作方便,但相比前面两种样品来说,热稳定性还不能让人十分满意㊂Yoon等合成了CsPbBr3/PSZ(聚硅氮烷)复合荧光粉,复合后量子点的表面缺陷被钝化,并形成一层阻挡层,保持高量子效率(PLQY)的同时提高了量子点的稳定性[20],但整个合成过程成本高且耗时㊂前期研究表明,氮化硅晶片可被用来做MAPb X3纳米片的载体应用在激光上[21],受此启发,本文尝试在室温下合成稳定的CsPbBr3/Si3N4复合粉体材料,探索CsPbBr3/Si3N4复合材料的发光性质㊁稳定性以及在白光LED上的应用㊂应用XRD㊁SEM㊁EDS㊁PL㊁PLE等技术手段对合成的CsPbBr3/Si3N4荧光粉的晶相㊁微观结构㊁形貌㊁光谱特性等进行了测试表征㊂结果表明,CsPbBr3/ Si3N4荧光粉具有优异的热稳定性和水稳定性,同时,CsPbBr3/Si3N4荧光粉的量子效率可由CsPb-Br3PQDs粉体的15.4%提高至35.4%㊂2㊀实㊀㊀验2.1㊀样品制备2.1.1㊀CsPbBr3PQDs粉末制备作为实验对比的CsPbBr3PQDs均为粉末状态㊂取0.384g乙酸铯(CH3COOCs)和0.758g 乙酸铅(Pb(CH3COO)2)溶解于5mL乙酸溶液中得到前驱体溶液Q㊂将20mL氯苯㊁1.5mL油酸㊁1mL油胺㊁0.1mL33%醋酸溴化氢溶液加入试管中搅拌,快速注入0.2mL上述前驱体溶液Q,搅拌约10s后离心,倒出上清液,沉淀用20mL 乙酸乙酯洗涤,40ħ真空下干燥8h后即得到了CsPbBr3PQDs粉末㊂㊀第6期徐范范,等:CsPbBr3/Si3N4复合材料制备及发光性能831㊀2.1.2㊀CsPbBr3/Si3N4荧光粉的制备将20mL氯苯㊁1.5mL油酸㊁1mL油胺㊁0.1mL33%醋酸溴化氢溶液㊁0.1g Si3N4加入试管中搅拌后加入0.2mL上述前驱体溶液Q,快速搅拌后离心,然后将沉淀在40ħ真空下干燥30min即得到了CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉㊂乙酸铅(AR)㊁乙酸(AR)购买自广东西陇科技有限公司,乙酸铯(99%)㊁氯苯(99%)㊁油酸(AR)㊁油胺(90%)㊁Si3N4(99.9%)购买自上海阿拉丁生化科技有限公司,33%醋酸溴化氢溶液购买自百灵威科技有限公司㊂2.2㊀样品表征采用荷兰PA Nalytical公司生产的X Pert Pro 型粉末X射线衍射仪对CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉进行X射线粉末衍射测试,其辐射源为Cu靶(Cu Kα,λ=0.154187nm)㊂FEI公司生产的配备有电子散射能谱仪的MLA650F型扫描电镜用于获得样品的形貌信息㊂样品的吸收光谱通过PERKINELMER公司生产的内置150mm直径积分球的Lambda950紫外分光光度计测得㊂样品的室温激发㊁发射光谱采用F-7000(日本日立公司)型荧光光谱仪测试㊂通过日本爱发科株式会社生产的PHI5000VersaProbeⅡ型号的X光电子能谱仪(XPS)获得XPS谱㊂通过EX-1000(杭州远方光电公司)型光谱仪获得变温光谱㊂采用日本SHIMADZU公司RAffinity-21型号的光谱仪获得红外光谱㊂采用配备积分球的爱丁堡FLS980获得荧光粉的量子效率㊂在爱丁堡FLS980荧光分光光度计上测定了荧光衰减曲线㊂3㊀结果与讨论3.1㊀CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉的结构与形貌图1给出了CsPbBr3PQDs㊁CsPbBr3/Si3N4复合材料的XRD谱图,从图中可以看出,复合前CsPbBr3PQDs粉末的XRD与JCPDS54-0752标准卡片相匹配,CsPbBr3/Si3N4复合材料中检测到CsPbBr3的最强衍射峰(30.4ʎ)㊂CsPbBr3/Si3N4荧光粉的主要衍射峰都与Si3N4(JCPDS No.41-0360)相吻合,说明已成功合成CsPbBr3/Si3N4复合材料㊂CsPbBr3PQDs衍射峰较弱的原因是复合材料中量子点的相对含量较少,这与文献中报道的其他纳米复合材料的结果类似㊂荧光粉的形貌会对其实际应用产生重要的影702兹/（°）Intensity/a.u.20103040506080JCPDS54鄄0752CsPbBr3CsPbBr3JCPDS41鄄0360Si3N4CsPbBr3/Si3N4图1㊀CsPbBr3/Si3N4复合材料的XRD图Fig.1㊀XRD pattern of CsPbBr3/Si3N4composite 响㊂图2(a)~(b)给出了CsPbBr3/Si3N4荧光粉的SEM图㊁TEM图,从图中可以看出CsPbBr3 PQDs附着在Si3N4上㊂图2(c)是CsPbBr3/Si3N4荧光粉的高分辨透射电镜(HRTEM),计算得出晶面间距为0.42nm,这与CsPbBr3PQDs的(110)晶面间距相匹配,表明制得的物质是CsPbBr3/ Si3N4荧光粉㊂图2(d)是CsPbBr3/Si3N4荧光粉的EDS能谱图,可以得出Cs㊁Pb㊁Br㊁Si及N的含量分别是0.09%㊁0.08%㊁0.26%㊁59.34%和40.24%,表明荧光粉中主体物质组成是Si3N4,而Cs㊁Pb㊁Br元素比例约为1ʒ1ʒ3,表明附着的物质是CsPb-Br3PQDs㊂500nm（d）50001000001500020000500006000040000300002000010000d=0.42nmCsPb Pb BrBrCsNSiEnergy/keVIntensity/(kcounts)图2㊀(a)~(c)CsPbBr3/Si3N4荧光粉的SEM㊁TEM㊁HR-TEM;(d)EDS能谱图㊂Fig.2㊀(a)-(c)SEM,TEM,HRTEM of CsPbBr3/Si3N4 phosphor.(d)EDS spectrum.3.2㊀CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉的光学性能图3(a)给出了加入不同量Si3N4制得的CsPbBr3/Si3N4的发射光谱,从图中可以看出,随着Si3N4加入量的增加,发光强度先上升后下降,在832㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷加入0.1g 时达到最大㊂图3(b)给出了CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉的吸收㊁光致发光光谱㊂从图中可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉在500nm处表现出带边吸收㊂在365nm 激发下,CsPbBr 3/575姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5505255004750.05g 0.1g 0.075g 0.15g（a ）600姿/nmI n t e n s i t y /a .u .550500450400（c ）350E RE SI SCsPbBr CsPbBr /Si N 600姿/nmI n t e n s i t y /a .u .550500（b ）450CsPbBr CsPbBr /Si N Emission Absorption图3㊀(a)加入不同量的Si 3N 4制得的CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱;(b)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的吸收光谱(黑色虚线),365nm 波长激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱(红色实线);(c)CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉的量子效率图,插图:365nm 波长激发下CsPbBr 3与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的图片㊂Fig.3㊀(a)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphorsprepared by adding different amounts of Si 3N 4.(b)Absorption spectrum(black dotted line)and emis-sion spectrum (red solid line)of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor excited at 365nm.(c)Quantum efficiency of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor,inset:the picture of CsPbBr 3and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor excited at 365nm wavelength.Si 3N 4复合材料在513.4nm 处表现出最强发射,半峰宽约为20nm,这归因于CsPbBr 3PQDs 的带边发射㊂量子效率是评价发光材料的重要参数,在室温下我们用涂有硫酸钡的积分球测量了CsPb-Br 3/Si 3N 4绿色荧光粉的量子效率㊂图3(c)给出了CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉在450nm 激发下的量子效率测试结果,通常用ηint 表示量子效率,ηint 可通过公式(1)计算得出:ηint =ʏISʏE R-ʏES,(1)I S 代表CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射强度,E R 和E S 分别是积分球中有荧光粉和没有荧光粉时激发光的激发光谱㊂利用公式(1)计算得出在450nm 激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的量子效率为35.4%,相同的条件下CsPbBr 3PQDs 粉末的量子效率为15.4%㊂因此,利用Si 3N 4与CsPbBr 3PQDs 复合达到了提升CsPbBr 3PQDs 粉体量子效率的目的㊂插图是365nm 激发下,CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的图片,可以看出CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉有强烈的绿光发射㊂图4(a)中给出了CsPbBr 3PQDs 和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的XPS 谱,可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的XPS 谱中有Cs㊁Pb㊁Br㊁Si 及N 的特征峰,其中Cs㊁Pb㊁Br 的特征信号较弱的原因是CsPbBr 3PQDs 的相对含量较少,这与前面EDS 测试结果相符㊂同时,从图4(b)~(c)可以发现,CsPbBr 3/Si 3N 4中的Br 和Pb 的结合能都降低,表明量子点表面的缺陷被钝化[22-23]㊂365nm 激发下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的荧光衰减曲线及拟合曲线如图5(a)所示,通过公式(2)将衰减曲线拟合成双指数函数:I (t )=A 1e -tτ1+A 2e -tτ2,(2)A 1和A 2表示拟合常数,I (t )表示发光强度,τ1和τ2表示双指数分量的衰减时间,t 为时间㊂平均寿命τave 由下列公式计算得出:τave=A 1τ21+A 2τ22A 1τ1+A 2τ2,(3)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的平均发光寿命τave 为75.5ns㊂相比于CsPbBr 3PQDs 的平均发光寿命38.7ns,复合之后的荧光寿命更长,其原因可能是CsPbBr 3PQDs 的非辐射跃迁被限制㊂㊀第6期徐范范,等:CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能833㊀1200Binding energy /eVI n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4Cs 3dCs 3dN 1sSi 2p Pb 4fBr 3dBr 3dPb 4f1000800600400200（a ）60Binding energy /eVI n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4（b ）Br 3d626466687072747678130ν/cm -1I n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4（c ）Pb 4f135140145150155图4㊀XPS 谱㊂(a)CsPbBr 3和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉;(b)Br 3d;(c)Pb 4f㊂Fig.4㊀XPS spectra of CsPbBr 3PQDs and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor(a),Br 3d(b)and Pb 4f(c).100400t /nsI n t e n s i t y /a .u .（a ）子＝７５.５nsCsPbBr 3@Si 3N 4Fitting curve200030050060010002500ν/cm -1T r a n s m i t t a n c e /%（b ）CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 41500200030004000Si —N —Si COO -C —H3500图5㊀(a)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的衰减曲线及拟合曲线;(b)CsPbBr 3PQDs 和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的傅立叶红外变换光谱㊂Fig.5㊀(a)Decay curve and fitting curve of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.(b)Fourier transform spectrum of CsPbBr 3PQDs andCsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.图5(b)给出了CsPbBr 3PQDs 与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的傅里叶红外变换光谱㊂从CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉的红外光谱中可以看出,在826cm -1处有强烈的吸收峰,这归属于Si N Si 振动峰;同时在1448cm -1和2990cm -1处有强烈的吸收峰,分别是C H 和COO -的振动峰,这两个峰归属于CsPbBr 3PQDs 表面的油酸油胺配体,可以看做是CsPbBr 3PQDs 的特征吸收峰㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉中既有Si N 振动峰,又有CsPbBr 3PQDs 的特征吸收峰,进一步证明我们成功地合成了CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉㊂3.3㊀CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的稳定性测试一般来说,在WLEDs 照明应用中,由于In-GaN 基蓝色LED 芯片的工作温度可以达到100ħ以上,因此有必要对荧光粉的温度依赖性发光行为进行评估㊂而CsPbBr 3PQDs 粉末的热稳定性较差是一直存在的问题,有待解决㊂图6(a)给出了在365nm 激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉在30~120ħ范围内的温度依赖性发射光谱,在整个升温过程中可以看到发射强度逐渐降低,发射带有略微红移,可能是加热导致量子点聚集㊁粒径变大的原因㊂插图给出了相同条件下CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉在30~120ħ温度范围内的归一化发射强度对比图㊂CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉都显示下降的趋势,只是CsPbBr 3PQDs 粉末下降的速率很快,80ħ时发光强度仅有初始发光强度的31.2%,而CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉80ħ仍有原发光强度的87.4%㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉具有良好的热稳定性㊂由于对水汽的极其敏感性,CsPbBr 3PQDs 的耐水性也是应用中的一个重要指标㊂因此,在实验中分别将0.1g CsPbBr 3PQDs 粉末和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸于2.5mL 去离子水中进行浸水老化试验来评价CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的耐水性㊂从图6(b)可以发现,随着浸水时间从10min 增加到120min,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度逐渐降低,插图给出了CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的最强发射对比图及365nm834㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷450姿/nm I n t e n s i t y /a .u .5005506000.40.60.81.01.20.20I n t e n s i t y /a .u .20608010012030℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃110℃120℃T /℃40（a ）450姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5005255750.40.60.81.01.20.20I n t e n s i t y /a .u .0200min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 120min10（b ）47555030405060t /min450姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5006000.50.60.81.01.10.4I n t e n s i t y /a .u .030d 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d1（c ）5504578t /d0.90.30.762t /d姿/n m26（d ）522520518514512510524516CsPbBr 3/Si 3N 420.4nm 20.18nm 514.6nm513.4nm10-15437821.521.022.020.520.019.519.018.518.0F W H M /n mt /d姿/n m26（e ）53853653453052854053230.46nm 27.48nm529.8nm 10-15437830.530.031.029.529.028.528.027.527.0F W H M /n m526CsPbBr 3531.4nm-1图6㊀(a)30~120ħ范围内,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的变温光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比;(b)不同浸水时间下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比及365nm 波长激发下,CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸水10min 后的图片;(c)不同恒温恒湿时间下(50ħ,85%),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比及365nm 波长激发下CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉7d 后的图片;不同恒温恒湿时间下(50ħ,85%),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉(d)㊁CsPbBr 3PQDs 粉末(e)的半峰宽及最强发射波长的变化㊂Fig.6㊀(a)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor in the range of 30-120ħ.Inset:the normalized emission intensitiesof CsPbBr 3PQDS powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.(b)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor under different immersion time.Inset:the normalized emission intensities of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor and the photograph of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor after soaking in water for 10min under excitation at 365nm wavelength.(c)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor under different time at 50ħand humidity of85%.Inset:the normalized emission intensities of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor and the photo-graph of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor after 7d under excitation at 365nm wavelength.The change of FWHM and strongest emission wavelength of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor(d),CsPbBr 3PQDs powder(e)under different time at 50ħand humidity of 85%.激发下的发光图片㊂CsPbBr 3PQDs 粉末随浸泡时间的增加,发光强度急剧下降,当浸泡时间为20min 时,发光强度下降为初始发光强度的8%,基本不发光;而CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸泡120min 后,发光强度仍有初始发光强度的75.5%㊂从发光图片可以看出,CsPbBr 3PQDs 粉末表现出微弱的发光,而CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉绿光发射强㊂上述现象表明,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉对CsPbBr 3PQDs 的耐湿性得到了显著的改善㊂水接触角测试表明,CsPbBr 3PQDs 粉末的水接触角为64.70ʎ,CsPbBr 3/Si 3N 4的水接触角为100.60ʎ,表明复合后CsPbBr 3/Si 3N 4表面具有较强的疏水性,因此水稳定性更好㊂表1给出了不同材料修饰CsPbBr 3的热稳定性㊁水稳定性对比,从表中可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉表现出优异的水稳定性及在高温处优异的热稳定性㊂为进一步验证CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的稳定性,将CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉分别置于温度50ħ㊁湿度85%的恒温恒湿箱中进行老化实验,图6(c)分别给出了CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉发光强度依赖时间的发光行为㊂随着时间的延长(1~7d),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉发光强度表现出下降趋势,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉最强发射对比图及㊀第6期徐范范,等:CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能835㊀365nm 激发下发光的照片,相对来说CsPbBr 3PQDs 粉末下降更快㊂老化7d 之后,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度仍有初始发光强度的77.7%,而CsPbBr 3PQDs 粉末的发光强度为原发光强度的33.9%㊂从发光照片也可以看出,7d 后CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉表现出更强的绿光发射㊂图6(d)是不同恒温恒湿时间下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的半峰宽及最强发射波长的变化图,可以表1㊀不同材料修饰CsPbBr 3的热稳定性、水稳定性对比Tab.1㊀Comparison of thermal stability and water stability ofCsPbBr 3modified with different materials修饰㊀热稳定性水稳定性CsPbBr 3@NH 4Br 80ħ40%1h:60%CsPbBr 3/SiO 275ħ60%CsPbBr 3-SDDA /PMMA 100ħ65%在水中稳定10minCsPb X 3@h-BN 120ħ80% CsPbBr 3QDs /BNNS 100ħ50%h-BN /CsPbBr 3100ħ20%室温㊁湿度80%:110h:72%本论文100ħ65%湿度:85%,温度50ħ:168h:78%,水中2h:78%看出CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料老化过程中半峰宽和最强发射几乎没变化,半峰宽最大与最小之间仅差0.22nm,最强发射变化仅1.2nm㊂图6(e)是CsPbBr 3PQDs 粉末的半峰宽及最强发射变化图,半峰宽变化了3nm,最强发射偏移了1.6nm㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉具有较好的色稳定性㊂3.4㊀添加CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的WLED 的电致发光特性为研究CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的实际应用前景,将获得的CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉㊁K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉和蓝色InGaN 芯片(~450nm)组合在一起制得了WLED㊂在20mA 电流驱动下,WLED 的电致发光(EL )光谱㊁封装好的WLED 实物及相应的发光照片如图7(a)所示㊂从电致发光光谱中可以看到CsPbBr 3/Si 3N 4的绿光发射峰,这与图3(b)的发射光谱一致,表明作为绿色荧光粉的CsPbBr 3/Si 3N 4可以被蓝光芯片有效地激发,器件流明效率为49.4lm /W㊂使用CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料的流明效率比使用CsPb-Br 3@聚苯乙烯㊁CsPbBr 3@介孔二氧化硅㊁CsPbBr 3@二氧化硅球及Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3@Ta 2O 5复合材料的流明效率要高[24-27],但比Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3㊁650姿/nmE L i n t e n s i t y /a .u .（a ）700600550500450400Blue chipKSF ∶Mn 4+CsPbBr 3@Si 3N 45205400.5xy5605806006207003804704804900.104600.100.20.30.40.60.70.80.20.3NTSC This work0.40.50.60.70.80.9500姿/nmI n t e n s i t y /a .u .（c ）7006005004001.00.80.60.40.2020mA 60mA 120mA 180mA 240mA 300mA（b ）图7㊀(a)由CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉㊁K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉和蓝色InGaN 芯片制得的WLED 的电致发光光谱和实物图,插图是WLED 不工作时(左图)和20mA 电流下工作时的图片(右图);(b)制得的WLED 对应CIE 坐标图;(c)不同驱动电流下(20~300mA)WLED 的电致发光光谱㊂Fig.7㊀(a)EL spectrum of WLED made of CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphor,K 2SiF 6ʒMn 4+red phosphor and blue InGaN chip.Inset:the picture of WLED(left figure)and working at 20mA current(right figure).(b)Corresponding CIE coordinatesof WLED.(c)EL spectra of WLED under different driving currents(20-300mA).烷基磷酸酯处理CsPbBr 3的低[15,28]㊂与胶态量子点相比,粉体材料的流明效率降低的原因主要是CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉中的量子点发生聚集,以及部分光可能被Si 3N 4吸收所导致的㊂图7(b)给出了该WLED 的CIE 坐标图,从图中可以得出制得的WLED 色域达到113.4%NTSC,说明其具有广色域的优势㊂图7(c)给出了在不同驱动电流下该WLED 的EL 光谱,可以看出,当驱动电流从20mA 增加至120mA 时,绿光发射仍保持不变㊂当驱动电流增加至180mA836㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷时,绿光发射有略微下降,进一步表明CsPbBr3/ Si3N4绿色荧光粉有较好的稳定性㊂4㊀结㊀㊀论本文成功合成了稳定的CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉,实验过程操作简单,室温下一步即可完成㊂CsPbBr3/Si3N4荧光粉最强发射峰位于513.4 nm处,半峰宽较窄,约为20nm㊂CsPbBr3PQDs 粉末与CsPbBr3/Si3N4荧光粉的对比实验表明, CsPbBr3/Si3N4荧光粉表现出优异的热稳定性㊁水稳定性及色稳定性㊂变温光谱结果表明,80ħ时CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%;在去离子水中浸没120min后, CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度仍保持初始发光强度的75.5%㊂温度85ħ㊁湿度85%的恒温恒湿条件下,7d后CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度仍能保持原发光强度的77.7%,并且半峰宽及最强发射波长几乎没发生改变,进一步证明CsPbBr3/Si3N4荧光粉具有优异的稳定性㊂在450 nm波长激发下,CsPbBr3/Si3N4荧光粉量子效率提高至35.4%㊂电致发光结果表明,CsPbBr3/ Si3N4绿色荧光粉与KSFʒMn4+㊁蓝光芯片封装制得的WLED色域为113.4%NTSC,流明效率为49.4lm/W㊂本文专家审稿意见及作者回复内容的下载地址: /thesisDetails#10.37188/ CJL.20210085.参㊀考㊀文㊀献:[1]PROTESESCU L,YAKUNIN S,BODNARCHUK M I,et al..Nanocrystals of cesium lead halide perovskites(CsPb X3,X=Cl,Br,and I):novel optoelectronic materials showing bright emission with wide color gamut[J].Nano Lett.,2015,15(6):3692-3696.[2]王巍,李一,宁平凡,等.广色域钙钛矿量子点/荧光粉转换白光LED[J].发光学报,2018,39(5):627-632.WANG W,LI Y,NING P F,et al..Perovskite 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4PbBr 6/CsPbBr 3perovskite composites for WLEDs:pure white,high luminousefficiency and tunable color temperature [J].RSC Adv.,2019,9(72):42430-42437.徐范范(1996-),女,山西长治人,硕士研究生,2018年于运城学院获得学士学位,主要从事全无机钙钛矿量子点CsPbBr 3的合成及稳定性提升的研究㊂E-mail:1522638328@qq.com叶信宇(1980-),男,安徽桐城人,博士,教授,博士研究生导师,2008年于北京有色研究总院获得博士学位,主要从事稀土发光材料及相图热力学计算相关的研究㊂E-mail:xinyye@青年编委介绍:叶信宇,教授/博士研究生导师,主要从事稀土发光材料及相图热力学计算相关工作㊂近年来,主持了国家自然科学基金㊁863课题子项㊁国家工信部项目等在内的纵横向课题30余项,以一作或通讯作者在ACS AMI ,J.Mater.Chem .C,J.Euro.Ceram.So .,Ceram.Inter .等国际权威刊物上发表SCI 论文49篇,其中J.Mater.Chem.C,Dalton Trans.J.Am.Ceram.Soc .封面论文3篇㊂已出版‘稀土元素化学“研究生教材一部;授权国家专利11项㊂相关研究获得 江西省科学技术进步二等奖 ㊁ 中国有色金属工业科学技术二等奖 等奖项㊂入选江西省百千万工程人才㊁青年井冈学者,并获江西省杰出青年人才资助计划支持㊂。
中空二氧化锰纳米棒
中空二氧化锰纳米棒1. 引言1.1 中空二氧化锰纳米棒的定义中空二氧化锰纳米棒是指直径为纳米级别，长度为微米级别的中空管状结构的二氧化锰纳米材料。
这种纳米材料具有空心结构，表面积大，比表面积高，具有较好的化学活性和催化性能。
中空二氧化锰纳米棒通常由多个二氧化锰结晶单元组成，形成管状结构，内部空腔为空，外部表面尺寸均匀。
这种结构具有很强的催化活性，广泛应用于电化学领域、催化剂制备和储能材料等领域。
中空二氧化锰纳米棒的制备方法多样，可以通过溶剂热法、水热合成、溶剂挥发法等多种方法得到。
这种纳米材料的研究和应用对于开发高效、低成本的能源材料和环境友好型材料具有重要意义。
1.2 研究背景在研究背景部分，我们将探讨中空二氧化锰纳米棒的相关研究历史及现状。
二氧化锰是一种重要的过渡金属氧化物，在电化学储能、催化剂、传感器等领域有着广泛的应用。
传统的二氧化锰颗粒存在着比表面积小、活性位点暴露少等缺点，限制了其在某些领域的应用。
为了克服传统二氧化锰颗粒的不足，研究人员开始探索中空二氧化锰纳米棒。
中空结构具有更大的比表面积和更多的活性位点，能够提高材料在储能和催化等领域的性能。
纳米级尺寸使得材料具有更快的离子传输速率和更好的反应活性。
中空二氧化锰纳米棒被认为是一种具有巨大应用潜力的新型材料。
过去几年，研究人员对中空二氧化锰纳米棒进行了深入的研究，不断优化其制备方法和性质表征技术，探索其在锂离子电池、氧还原反应、污水处理等领域的应用。
随着材料科学和纳米技术的发展，我们有信心在未来能够进一步挖掘中空二氧化锰纳米棒的潜在应用，并为其在新能源、环境保护等领域做出贡献。
1.3 研究意义中空二氧化锰纳米棒具有重要的研究意义，它在催化、传感、超级电容器等领域具有潜在的应用前景，可以为相关领域的研究和开发提供新的思路和方法。
中空二氧化锰纳米棒的制备方法和性质表征对于理解纳米材料的结构和性能具有指导作用，有助于深入探索纳米领域的研究。
纳米CdS材料的常见合成方法与比较
题目：纳米CdS材料的常见合成方法与优缺点比较姓名：班级：应用化学0902纳米CdS材料的常见合成方法与比较####摘要：综述了近些年来关于纳米CdS常见的主要合成方法以及应用上的优缺点比较。
由于纳米CdS材料具有多种特殊的优良性质，因此对它的研究一直受到人们的青睐。
CdS的合成方法主要包括固相法、液相法和气相法。
对这些方法进行了综述和优缺点比较。
关键词：纳米CdS，材料，合成方法1.引言纳米材料因其独具特色的量子尺寸效应，小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应而显示出很多体材料所不具备的导电特性、光电特性、光催化性能等，已逐渐跻身成为21世纪材料科学研究领域最受关注的方向之一。
硫化镉纳米材料显示出许多独特的光电性能，在光致发光、电致发光、传感器等许多领域应用广泛，更是纳米材料合成领域的热点之一。
纳米材料的制备主要分为三类：固相法、液相法和气相法。
本文就针对其中特点鲜明的几种合成方法进行阐述和比较。
2.固相法(1)直接合成法方法：将CdCl2·2.5H2O和Na2S·9H2O按摩尔比1∶1混合于玛瑙研钵中,充分研磨,经过处理,得桔红色粉末样品。
性能测试（气敏性）：这种CdS材料为基体的气敏元件对低体积分数的C2H5OH有很高的灵敏度,具有选择性高、重复性好、响应恢复时间较快的特点,是有望得到开发的一种气体传感器材料。
优点：这种材料易于操作，在性能测试中表现出了良好的气敏性缺点：这种方法只适合于少量的操作，而不能应用于大量生产。
而且固体与固体之间接触面积小，反应速率低，耗时耗力。
(2)微波辅助室温固相反应添加表面活性剂原理：结晶水能有效吸收微波能量方法：。
以聚乙二醇- 400 ( PEG400)为表面活性剂,以Na2S·9H2和Cd (CH3COO)2·2H2O 为反应物,通过低热固相反应,得到产物。
所得产物分为3份,分别转入聚四氟乙烯容器中,以不同加热时间段进行微波加热。