ZnS纳米材料制备与应用
_ZnS纳米粒子的制备及其光致发光和拉曼特性
Ａｃｔａ Ｐｈｙｓ． －Ｃｈｉｍ． Ｓｉｎ．， ２００７
Ｖｏｌ．２３
近年来， 已有一些研究者采用不同方法制备了 不 同 形 貌 的 硫 化 锌 纳 米 材 料． 如 Ｘｕ 等［１１］以 多 孔 阳 极氧化铝膜（ＡＡＭ）为模板， 采用电化学沉积法制备 了 直 径 约 ４０ ｎｍ 的 ＺｎＳ 纳 米 线 阵 列； Ｗａｎｇ 等［１２］以 金薄膜为催化剂， 采用物理气相沉积法制得直径约 ３０－ ６０ ｎｍ 的 六 方 相 ＺｎＳ 纳 米 线； Ｆａｎｇ 等［１３］报 道 了 通过控制生长基片在蓝宝石管炉中的不同位置， 利 用 物 理 气 相 沉 积 法 实 现 了 从 ＺｎＳ 纳 米 棒 到 纳 米 线 、纳 米 带 、纳 米 薄 片 的 可 控 生 长 ； Ｄｌｏｃｚｉｋ 等 ［１４］报 道 了 以 ＺｎＯ 为 模 板， 经 过 硫 化 得 到 片 层 状 ＺｎＳ 结 构 ； Ｙａｎ 等 ［１５］ 通 过 湿 化 学 法 （ 水 热 合 成 法 ） 制 备 了 ＺｎＳ 纳米管； Ｇｏｎｇ 等［１６］采用化学气相沉积法， 以 Ｚｎ 和硫单质作为反应物制备出了 ＺｎＳ 三足状结构．
本文报道了在乙二醇体系中， 以高分子聚乙烯 吡咯烷酮（ＰＶＰ）为表面修饰剂， 采用湿化学法， 在１５４ ℃的低温下通过 Ｚｎ 单质前驱物硫化法制备了高温 相 α－ＺｎＳ 球 形 纳 米 粒 子 ． 并 研 究 了 α－ＺｎＳ 纳 米 粒 子的光致发光和拉曼特性．
１ 实验部分
１．１ 试剂和仪器 实验用试剂全部从美国 Ａｃｒｏｓ 公司购买， 均为
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃｔ ： Ｎａｎｏｓｃａｌｅｄ α－ＺｎＳ ｓｐｈｅｒｅｓ ａｂｏｕｔ ３５ ｎｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｙ． ＸＲＤ ａｎｄ ＴＥＭ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎａｎｏｓｃａｌｅｄ ＺｎＳ ｓｐｈｅｒｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉａｍｅｔｅｒｓ ａｂｏｕｔ ６ ｎｍ． Ｔｗｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｂａｎｄｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ （ＰＬ） ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＺｎＳ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ， ｏｎｅ ｃｅｎｔｅｒｅｄ ａｔ ４３０ ｎｍ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ａｔ ３６０ ｎｍ． Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｗａｓ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒａｐｐｅｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ ｗａｓ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅａｒ ｂａｎｄ－ｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ． Ｔｈｅ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｎｏ ｐｈｏｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｌａｓｅｒ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ ＺｎＳ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｅｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．
ZnS：Mn-维纳米超晶格材料制备及其光学性能的研究
ZnS：Mn-维纳米超晶格材料制备及其光学性能的研究ZnS是一种重要的宽禁带直接带隙II-VI族半导体材料,具有优良光电性能,因此在紫外激光器,光电探测器和太阳能电池等领域有着非常广泛的应用。
本文采用热蒸发的方法对ZnS一维纳米材料的制备条件进行探索,并成功制备出了ZnS:Mn的一维纳米超晶格结构的材料,并对其进行形貌、结构表征和光学性能的分析。
具体内容如下：1.采用一种简单的热蒸发方法合成了ZnS一维和层状的纳米结构。
我们发现了衬底的温度和金催化对ZnS纳米结构的形貌起着非常重要的作用。
在镀金的Si衬底上制备得到了一维结构的ZnS纳米线和纳米带；而在没有镀金的衬底上制备得到了层状结构的ZnS纳米材料。
通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察到ZnS纳米结构的形貌随制备条件的不同而发生了改变。
常温光致发光的测量结果显示了在325nm的激发波长下,样品分别在345nm,395nm和460nm处有三个发光峰。
2.通过热蒸发的方法成功制备出了ZnS 微米锯和微米塔,其合成机制分别为气相-液相-固相生长机制和气相-固相生长机制。
我们观察到金催化剂对ZnS微米结构的形貌起到了决定性的作用。
锯齿状结构的ZnS微米结构是在镀金的蓝宝石衬底上合成得到的,而塔状结构的ZnS微米结构则是在没有镀金的蓝宝石衬底上合成得到的。
微米结构的改变是通过扫描电子显微镜表征的。
微米结构的结构特征是通过X射线衍射和高分辨透射电镜表征的。
激发波长为325nm的常温光致发光谱表明了样品分别位于～400nm,～480nm,～520nm和～580nm处存在四个发光峰。
3.我们第一次报道了采用简单的热蒸发的方法在镀金的Si衬底上制备出了(3C-ZnS)n/(2H-ZnS)m超晶格结构的ZnS:Mn纳米带。
高分辨透射电镜呈现了它是一种自主装的ZnS纤锌矿结构和闪锌矿结构的原子层沿着垂直于ZnS纳米带生长方向交替生长的超晶格结构。
这种ZnS:Mn纳米带的宽度均为100-800nm,长度从几十到几百微米不等,其中的六角纤锌矿结构的原子层是沿着[100]轴线方向和[001]垂直方向生长,而闪锌矿结构的原子层则是沿着<111>方向生长。
zns半导体材料
zns半导体材料
ZNS是一种半导体材料，即硫化锌。
以下是硫化锌半导体材料的介绍：
1. 物理性质：硫化锌是一种白色或微黄色的粉末。
2. 应用方向：硫化锌作为一类直接宽带隙半导体材料，在国防军工、电子工业、化学化工等诸多领域都有着极为重要的应用。
在化工生产中，硫化锌主要应用于油漆和塑料中，由于其白色不透明性及不溶于水、有机溶剂、弱酸、弱碱而在油漆中成为重要的颜料。
此外，硫化锌还具有光催化上的应用，由于纳米ZnS是一种光子材料，能产生光子空穴，量子尺寸效应带来的能级
改变、能隙变宽使其氧化还原能力增强，是优异的光催化半导体。
3. 性能：纳米ZnS的加入会降低烧结温度，改善陶瓷产品的光洁度，纳米ZnS粉体添加到陶瓷釉料中，还具有保洁杀菌的功能。
如果想要了解更多关于硫化锌半导体材料的信息，建议咨询化学领域专业人士或查阅相关最新研究文献。
纳米硫化锌的研究进展
溶胶- 凝胶法
溶胶－凝胶法是采用金属有机化合物为前驱体 ，经过化合或水解、缩聚而成溶胶、凝胶，再经 干燥、研磨形成粉体的方法。该方法具有产品纯 度高，均匀性好等优点。实验用叔丁醇锌溶于甲 苯作为前驱体，在室温下通入H2S，得到淡黄色的 凝胶，加热干燥制备出纳米ZnS 粉体。
反相胶束法
油包水微乳液中反相胶束的微液滴是一种特 殊的纳米空间。该体系热力学稳定，适当条件下 具有保持稳定尺寸的能力，即自组装特性。以此 为反应场，进行各种特定的反应，可以制得纳米 级粒子。实验用硫化钠溶液和硝酸锌溶液分别加 入适量的GSG 并加入油相正己/ 庚烷，在磁力搅拌 下再加入一定量助表面活性剂正丁醇形成均匀透 明的反胶团溶液，将两种反胶团溶液混合搅拌， 经过洗涤干燥得到纳米ZnS 粉体。
5 其他方面的应用
纳米ZnS具有气敏性,对低浓度的还原性较强的 H2S有很高的灵敏度，对其他还原性相对较弱的气 体的灵敏度较低。因此，抗干扰能力强,有很好的 应用前景。纳米硫化锌作为助燃剂能明显提高重 油、煤、水三元混合流体燃料燃烧性能。硫化锌 用于部分替代有毒的Sb做为易燃高分子材料的阻 燃消烟协效剂，作为润滑油添加剂可明显提高基 础油的抗磨性能。
3 气相法
气相聚集或气相沉积法是制备纳米颗粒 的一种常用方法。该方法是在低压He、Ar 等惰性气氛中加热蒸发所需原料，蒸发的 原子或分子在惰性气体原子碰撞等作用下 失去动能，进而聚集成一定尺寸的纳米晶 粒。实验在Ar气流中利用磁电管溅射制得 ZnS 纳米晶薄膜，膜厚为10－40 nm。
三、纳米ZnS表征方法（以超重力反应结晶法为例）
结果吻合。除水的吸 收峰外在400~4000cm-1 基本无吸收峰, 表明该 ZnS粉末具有良好的红 外透过率。
四、纳米ZnS的应用
ZnS复合纳米材料的制备及其在水环境中的应用
关键词： 水环境，ZnS 复合材料，离子交换法，可见光降解
I
ZnS 复合纳米材料的制备及其在水环境中的应用
II
ABSTRACT
ABSTRACT
As one of the serious problems faced by the current social development, Water pollution should be urgently solved. Photocatalytic oxidation technology, an emerging technology is widely applied in wastewater treatment. Photocatalyst has been largely researched as the core of the photocatalytic technology. Nanomaterials with special optics, electricity, magnetism, heat, mechanical properties, have been widely used in the fields of photo-catalysis, solar cells, opto-electronic devices, biomedicine. The synthesis of new nanomaterials has been received great attention. As an important semiconductor, sulfide of Group II-VI, ZnS has been made tremendous progress in structure controlling, morphology codification and performance study. However, the broad band gap of ZnS semiconductor materials restrains its practical application, the composite structure has been introduced in order to minimize the recombination ratio of photo-induced electrons and holes.
《硫化锌(ZnS)量子点的制备及特性研究》范文
《硫化锌（ZnS）量子点的制备及特性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，硫化锌（ZnS）量子点因其独特的光学和电学性质在光电器件、生物标记和光催化等领域具有广泛的应用前景。
ZnS量子点的制备技术及特性研究成为当前研究的热点。
本文将重点探讨硫化锌（ZnS）量子点的制备方法，并对其特性进行深入研究。
二、硫化锌（ZnS）量子点的制备1. 制备方法硫化锌（ZnS）量子点的制备方法主要包括物理法和化学法。
物理法主要包括真空蒸发、溅射等，而化学法则以溶液法为主，如化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
本文将主要介绍溶液法中的化学气相沉积法制备硫化锌（ZnS）量子点。
2. 制备过程（1）原料准备：准备锌源（如醋酸锌）和硫源（如硫脲），以及适当的溶剂（如乙醇）。
（2）化学反应：在一定的温度和压力下，将锌源和硫源在溶剂中进行化学反应，生成硫化锌前驱体。
（3）成核与生长：通过控制反应条件，使前驱体成核并生长为硫化锌量子点。
（4）分离与纯化：将生成的硫化锌量子点从反应体系中分离出来，并进行纯化处理。
三、硫化锌（ZnS）量子点的特性研究1. 光学性质硫化锌（ZnS）量子点具有独特的光学性质，如宽带隙、高荧光量子产率等。
其发光颜色可通过调整量子点的大小和表面修饰进行调控。
这些光学性质使得ZnS量子点在光电器件、LED显示等领域具有广泛的应用前景。
2. 电学性质硫化锌（ZnS）量子点具有优异的电学性质，如高导电性和良好的电荷传输性能。
这些电学性质使得ZnS量子点在太阳能电池、场效应晶体管等领域具有潜在的应用价值。
3. 稳定性与生物相容性硫化锌（ZnS）量子点的稳定性好，具有良好的生物相容性。
这使得ZnS量子点在生物标记、药物传递等领域具有广泛的应用前景。
通过表面修饰，可以提高ZnS量子点在水和有机溶剂中的稳定性，并降低其细胞毒性，从而提高其在生物医学领域的应用价值。
四、结论本文对硫化锌（ZnS）量子点的制备方法及特性进行了深入研究。
ZnS_Cu纳米颗粒的制备及发光性质
ZnS∶Cu纳米颗粒的制备及发光性质3孙远光,曹立新,柳 伟,苏 革,曲 华,姜代旬(中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东青岛266100)摘 要: 采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS (ZnS∶Cu)纳米颗粒,研究了锌硫比和反应时间对ZnS∶Cu纳米颗粒光致发光性质的影响。
通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS∶Cu纳米晶,粒径在1～6nm之间。
室温下,用350nm波长的紫外光激发ZnS∶Cu纳米粒子,可以得到归属于浅施主能级与铜t2能级之间的跃迁产生的绿色发光,发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱,发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动。
认为浅施主能级为与硫空位有关的能级,锌硫比和反应时间对硫空位的数量和能级位置有一定影响。
关键词: ZnS∶Cu纳米晶;水热法;光致发光中图分类号: O611.4;O614.24文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)04206892041 引 言ZnS是一种性能优越的Ⅱ2Ⅵ族发光材料,禁带宽度为3.66eV。
属于直接带结构半导体,在荧屏显示领域已有广泛应用。
近年来,随着纳米材料研究的深入,国内外对ZnS纳米发光材料已进行了多方面的研究,当ZnS中掺入稀土离子或过渡金属离子(如掺Mn[1]、Cu[2～8]、Ag[9])作为激活剂时,可改变基质内部能带结构,形成各种不同的发光能级。
例如,铜离子作为ZnS的激活剂时,在4个硫离子形成的四面体晶体场中,铜的3d9基态分裂为较高的t2能级和较低的e 能级。
相对于锰掺杂,关于铜掺杂ZnS的研究较少,具体到纳米级光致发光材料,就更少了。
纳米级ZnS∶Cu粒子可以用多种方法制备,但不同的工艺形成不同的能级,引起其发光性质的不同。
例如,刘昌辉等[3]研究了硫脲和硫代硫酸钠体系中, Cu+掺杂浓度为0.6%时发射达到最强.该发射峰随掺杂浓度的提高和微粒生长时间的延长而红移;当Cu+掺杂浓度为0.2%时,ZnS∶Cu纳米微粒还产生一个位于450nm的蓝色发射带,该发射带在掺杂浓度更高时被猝灭。
纳米ZnS粉体简介
2019/4/20
微乳液法：微乳液法又称为反胶束溶液法,微乳液反应体系是由以下四 个部分组成:水、有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂,其中助表面 活性剂不一定是必须的,而水是作为反应物的溶剂,被表面活性剂(助表 面活性剂)包裹,构成水核(或称作“水池”),从而形成微小(纳米级)的反 应容器,加入的水量的多少决定了水核的大小,进一步限制反应形成的 纳米颗粒的粒径,与乳液法不同,微乳液反应体系是热力学稳定的,得到 的纳米颗粒的粒径较小。微乳液法的制备纳米材料的过程是首先制备 微乳液,再加入反应物溶液进行反应形成纳米颗粒。该方法的优点是在 室温条件下制备,操作比较简单,得到的纳米颗粒粒径小且均勻,重要的 是通过实验条件可以有效控制纳米颗粒的粒。
2019/4/20
2.纳米ZnS粉体常用测试手段
X射线衍射(XRD) X射线能量色散能谱(EDS):获取样品中元素组成和比例的信
息
透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微 镜(HRTEM) 紫外可见吸收光谱(UV-vis absorption spectroscopy):从吸收谱上可以得到样品禁带宽度、缺陷能级的信
溶胶-凝胶法：以无机盐或有机盐(如金属醇盐)为前躯体,将其溶于水或 有机溶剂形成均质溶液,溶质发生水解、醇解或螯合反应,生成纳米尺寸 的颗粒且不团聚的溶胶,通过物理或化学方法使溶胶转化为凝胶,再将凝 胶进行热处理形成一定尺寸的纳米结构。该方法的优点是:制备方法简单, 热处理温度较低,制备的纳米材料纯度高且尺寸均勻。
1. ZnS纳米粉体
1.1体相ZnS型发光材料
ZnS是一种宽禁带半导体，Eg=3.68eV。ZnS型荧 光化合物是发现较早的发光材料,也是被研究的最多 的发光材料之一。它具备了多种荧光特性,如光导性、 长余辉,并能发出蓝色、绿色和红色荧光。它既是光 致发光材料,又是电致发光材料、阴极射线发光材料。 在完美的ZnS晶体中即使离子间有一点极化作用, 但不足以使电子云产生足够的形变将电子激励到禁 带中,所以没有荧光现象。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。