發(fā)布時(shí)間：2021-03-29 08:36

　　傳統(tǒng)納米尺度或單一組分的納米材料越來(lái)越難滿足人們對(duì)高性能材料日益增長(zhǎng)的需求,因此拓展新穎的納米材料體系迫在眉睫。超細(xì)納米結(jié)構(gòu)（至少有一個(gè)維度在5 nm以下）因具有高比例的表面原子以及高度可控的表面和配體間的相互作用,而導(dǎo)致其特殊的反應(yīng)活性或穩(wěn)定性。異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)（多種組分復(fù)合在一個(gè)納米單元中）可以集成不同組分的優(yōu)勢(shì)以及異質(zhì)界面特殊的物理化學(xué)性質(zhì),產(chǎn)生優(yōu)于單一組分的協(xié)同效應(yīng)或增強(qiáng)效應(yīng)。硫族化合物納米材料因其豐富的化學(xué)組成和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu),在催化、光電器件以及能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,所以基于硫族化合物的超細(xì)/異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。但是如何精確制備常規(guī)手段難以得到的納米結(jié)構(gòu),深入探究其形成機(jī)理,進(jìn)一步揭示其表界面的作用機(jī)制是目前亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本論文旨在開(kāi)展硫族化合物超細(xì)/異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的合成策略和應(yīng)用研究。我們創(chuàng)造性地發(fā)展了一系列基于硫族化合物超細(xì)/異質(zhì)納米材料的合成方法,并深入研究了這類材料的成核和生長(zhǎng)機(jī)理,同時(shí)借助同步輻射、瞬態(tài)光譜以及密度泛函計(jì)算等手段進(jìn)一步探究了所制備納米材料的表界面電子結(jié)構(gòu)對(duì)電催化、光電轉(zhuǎn)換等的作用機(jī)制。取得的主要研究成果如下:1.發(fā)展了多元軟模... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３硒化鎘超薄納米帶的（ａ）和（ｂ）透射電子顯微圖像、（ｃ）選區(qū)電子衍射圖和（ｄ）??高分辨透射電子顯微圖像；（ｅ）層狀超薄砸化鎘納米片和（ｆ）單層砸化鎘超薄納米片的形??［６３＿６７］??

ＦｅＰｔ納米線［６２］，?Ｍａｉｍ等人用來(lái)制備磷酸鈣和硫酸鋇的纖維，Ｑｉａｎ等人用來(lái)生長(zhǎng)??Ｔｅ納米線。Ｈｙｅｏｎ等人報(bào)道了一種厚度為原子級(jí)別其可以精確控制的超�。茫洌樱�??納米片的合成，這為研究二維量子井提供了很好的基礎(chǔ)［６Ｗ７］，如圖１．３所示。膠??束或者聚合物作為模板的優(yōu)勢(shì)是可以把模板調(diào)控和配體調(diào)控結(jié)合起來(lái)，后者常用??來(lái)合成各單分散納米晶，而且還可以用來(lái)大規(guī)模制備單分散穩(wěn)定的納米線，并不??僅僅局限于各向異性的納米結(jié)構(gòu)。??１．２．１．２配體調(diào)控??配體調(diào)控法生長(zhǎng)納米線是納米晶形貌控制的延續(xù)。最早的配體調(diào)控是通過(guò)混??合配體來(lái)控制各向異性纖鋅礦ＣｄＳｅ納米棒的生長(zhǎng)。道理很簡(jiǎn)單，一種配體覆蓋??在納米結(jié)構(gòu)的側(cè)，降低它的表面能進(jìn)而降低生長(zhǎng)速率，另一種配體選擇性的疏松??的覆蓋在兩端，這種選擇性的覆蓋和兩端曲面或晶面導(dǎo)致的高化學(xué)勢(shì)促進(jìn)形成高??長(zhǎng)徑比的納米線。有時(shí)甚至不需要兩種配體，因?yàn)椴煌姹砻婺艿牟町愖阋哉T??導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的一維生長(zhǎng)。如圖１．４所示，Ｑｉａｎ等人通過(guò)癸硫醇和油酸的混合配體??控制生長(zhǎng)１．７?ｎｍ的Ｃｕ２Ｓ超細(xì)納米線［６８］

面的匹配導(dǎo)致最終形成單晶納米線。取向搭接的特點(diǎn)是納米線的直徑由納米晶的??尺寸大小所決定。利用尺寸小于４?ｎｍ的納米晶的取向搭接就可以制備超細(xì)納米??線。如圖１．５所示，Ｗｅｌｌｅｒ等人通過(guò)自組裝ＰｂＳ團(tuán)簇的方法合成了大尺寸的超薄??ＰｂＳ納米片［８８］。超細(xì)ＣｄＳｅ納米線可以在長(zhǎng)鏈胺中利用醋酸鎘和硒脲反應(yīng)，通過(guò)??取向搭接生長(zhǎng)形成１９３］。所得納米線的直徑可以通過(guò)控制反應(yīng)溫度來(lái)調(diào)節(jié)，也可以??通過(guò)不同的長(zhǎng)鏈胺來(lái)調(diào)節(jié)。胺的鏈越長(zhǎng)，所得直徑越長(zhǎng)。理論結(jié)果表明，先形成??長(zhǎng)徑比較小的量子點(diǎn)或量子棒，然后通過(guò)取向搭接形成納米線是能量最低的過(guò)??程，這和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。在纖鋅礦ＣｄＳｅ中，沿著ｃ軸的晶面可以被陽(yáng)離子或陰??離子完全覆蓋，這是在生長(zhǎng)過(guò)程中形成偶級(jí)相互作用的前提。纖鋅礦的ＺｎＳｅ，??也可以利用醋酸鋅和硒脲在十八胺中反應(yīng)，通過(guò)取向搭接的方式形成超細(xì)納米??線。ＰｂＳｅ納米晶可以通過(guò)取向搭接的方式形成直的或彎曲的納米線


本文編號(hào)：3107270