微納米硫化鋅材料的制備、表征及其性能研究
本文選題:硫化鋅 + 球形; 參考:《天津大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:微納米硫化鋅(ZnS)半導(dǎo)體材料因其良好的物理化學(xué)性質(zhì)受到了廣泛關(guān)注,而微納米尺度材料的性能又與其形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。因此,本文采用水熱法,通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件,對(duì)產(chǎn)物的形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)而達(dá)到了調(diào)控ZnS材料相關(guān)性能的目的。首先,本文研究表明,以硝酸鋅(Zn(NO3)2)和硫脲(CS(NH2)2)為原料,無(wú)論是在添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為保護(hù)劑的體系中,還是在完全不添加任何保護(hù)劑的體系里,采用水熱法于較低溫度下,均可得到球形的ZnS半導(dǎo)體材料。研究顯示,合成的兩種ZnS材料的晶型均為六方晶系的纖鋅礦型結(jié)構(gòu);調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù),可將產(chǎn)物尺寸控制在大約1.0μm。其次,本文以Zn(NO3)2和CS(NH2)2為原料,十二烷基硫酸鈉(SDS)為保護(hù)劑,通過(guò)水熱法,一步合成了一種核殼結(jié)構(gòu)的ZnS半導(dǎo)體材料。研究表明,該ZnS材料的核、殼成分相同,晶體構(gòu)造一致,均為立方晶系的閃鋅礦結(jié)構(gòu);調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間,可以方便地控制殼層構(gòu)造的生長(zhǎng)與閉合程度;優(yōu)化反應(yīng)條件,可以得到整體尺寸約為3.0μm、核殼結(jié)構(gòu)特征突出的形貌新穎的ZnS微粒;而將該結(jié)構(gòu)特征的ZnS材料用于亞甲基藍(lán)的光降解反應(yīng),發(fā)現(xiàn)其對(duì)目標(biāo)降解物的降解效率與其形貌特征有著緊密的關(guān)聯(lián),殼層閉合程度越高,降解效率越低。最優(yōu)條件下,該核殼結(jié)構(gòu)ZnS材料對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率可達(dá)97.3%。
[Abstract]:Due to its good physical and chemical properties, the properties of nanoscale zinc sulfide (ZnS) semiconductor materials are closely related to their morphology, size and structure. Therefore, the morphology, size and structure of the products were optimized by hydrothermal method and the reaction conditions were adjusted, and the related properties of ZnS materials were regulated. Firstly, the results show that the hydrothermal method is used at lower temperature, whether in the system of adding polyvinylpyrrolidone (PVP) or in the system without any protective agent. Spherical ZnS semiconductor materials can be obtained. The results show that the crystal form of the synthesized ZnS is wurtzite structure of hexagonal crystal system, and the size of the product can be controlled at about 1.0 渭 m by adjusting the experimental parameters such as reaction time, reaction temperature and so on. Secondly, using Zn(NO3)2 and CS(NH2)2 as raw materials and sodium dodecyl sulfate as protective agent, a core-shell structure ZnS semiconductor material was synthesized by hydrothermal method. The results show that the ZnS material has the same core and shell composition, consistent crystal structure and cubic sphalerite structure, adjusts the reaction time, can easily control the growth and closure of the shell structure, and optimizes the reaction conditions. A novel ZnS particle with an overall size of about 3.0 渭 m and prominent core-shell structure was obtained, and the ZnS material with this structure was used for the photodegradation of methylene blue. It was found that the degradation efficiency of the target was closely related to its morphology, and the higher the closure of the shell was, the lower the degradation efficiency was. Under the optimum conditions, the degradation rate of methylene blue by the core-shell structure ZnS material can reach 97.3%.
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TQ132.41;TB383.1
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,本文編號(hào):1909815
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