硫化銻是一種高度各向異性的無機(jī)半導(dǎo)體材料,由于它合適的光譜范圍,較好的光敏感性以及優(yōu)良的電化學(xué)性能而備受關(guān)注,具有新穎形貌結(jié)構(gòu)的硫化銻材料往往擁有獨(dú)特的性能,在許多領(lǐng)域有新的應(yīng)用。因此,實(shí)現(xiàn)硫化銻晶體納米材料的形貌可控合成技術(shù)從而獲得優(yōu)異性能的硫化銻材料已成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文設(shè)計(jì),合成了多種微觀形貌不同的純硫化銻以及有機(jī)-無機(jī)復(fù)合硫化銻材料,并應(yīng)用于光催化以及水合肼的電化學(xué)檢測:通過溶劑熱反應(yīng)制備了一系列純硫化銻以及苝酰亞胺衍生物/硫化銻有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料,產(chǎn)物的形貌有棒狀、簇狀、海膽狀等三維自組裝結(jié)構(gòu)。采用改變時(shí)間、加入晶體生長導(dǎo)向劑等方法探究硫化銻晶體生長過程和典型形貌,使用掃描電鏡、透射電鏡、紅外吸收光譜、EDS能譜、拉曼光譜等手段觀察材料的微觀尺度和形貌,晶體結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成,以確定所得材料為目標(biāo)預(yù)期產(chǎn)物。此外,使用紫外吸收光譜和電化學(xué)方法分別探究該類復(fù)合材料對于羅丹明B污染物的吸附降解效果以及對水合肼的檢測效果,實(shí)驗(yàn)表明未加導(dǎo)向劑的純硫化銻產(chǎn)物對羅丹明B有顯著的吸附-降解效果。帶有羧酸的苝酰亞胺衍生物對硫化銻的生長有顯著影響作用生成獨(dú)特形貌的自組裝結(jié)構(gòu),同時(shí)使產(chǎn)物具有... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硫化銻的晶體結(jié)構(gòu)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-1.1.2硫化銻材料的應(yīng)用具有正交晶體結(jié)構(gòu)的硫化銻(Sb2S3)是一種重要的半導(dǎo)體材料，它廣泛存在于自然界中的輝銻礦中，地殼含量非常豐富，在工業(yè)生產(chǎn)中為控制生產(chǎn)成本提供了極大可能。由于它的帶隙（1.78-2.5eV）涵蓋太陽光譜中可見光和紅外區(qū)域以及良好的光伏特性[2]常常被應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)換、熱電冷卻[3]、傳感器[4]、光催化[5]等領(lǐng)域，由于其合適的能帶間隙以及優(yōu)異的電荷傳輸性能，目前Sb2S3材料最主要的用途是敏化太陽能電池方向，基于Sb2S3敏化的太陽能電池的工作原理和傳統(tǒng)的基于全固態(tài)染料敏化太陽能電池有一定區(qū)別。首先光敏化層Sb2S3可以吸收光能產(chǎn)生光生電子，在多孔結(jié)構(gòu)的器件之中，這些光生電子會注射到多孔的n型半導(dǎo)體導(dǎo)帶上，最后經(jīng)過多孔結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體傳輸?shù)綄?dǎo)電玻璃上；在平面結(jié)構(gòu)器件中，Sb2S3既充當(dāng)吸收層的角色，又可以作為傳輸層，材料內(nèi)的光生電子是經(jīng)Sb2S3吸收光能產(chǎn)生的，然后再通過自身傳到至導(dǎo)電玻璃上。無論器件是多孔結(jié)構(gòu)的還是平面結(jié)構(gòu)，與光生電子一同產(chǎn)生的光生空穴都可以通過空穴傳輸材料傳輸?shù)浇饘匐姌O上。2009年，Hoed[6]課題組使用固態(tài)無機(jī)物CuSCN作為空穴的傳輸材料代替之前液體電解質(zhì)，用Sb2S3作為電池的吸光材料，納米多孔形態(tài)TiO2作為電子傳輸介質(zhì)，制備了結(jié)構(gòu)如圖1-2（a）所示全固態(tài)Sb2S3敏化太陽能電池，獲得了高達(dá)接近80%的外量子效率，如圖1-2（b）所示，以及3.37%的光電效率。而且固態(tài)空穴傳輸材料使Sb2S3敏化太陽能電池穩(wěn)定性得到大大提高，這一突破的實(shí)現(xiàn)使全固態(tài)Sb2S3材料敏化太陽能電池成為了新的研究熱點(diǎn)。圖1-2（a）Sb2S3敏化電池的結(jié)構(gòu)圖以及（b）敏化電池入射光子轉(zhuǎn)換效率曲線考慮到半導(dǎo)體材料帶隙和器件的各種應(yīng)用性能受材料的結(jié)晶性，材料顆粒形狀

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-6-圖1-3（PDIs/TcCuPc）材料的催化機(jī)理示意圖1.3.2水合肼電化學(xué)檢測技術(shù)基本現(xiàn)狀水合肼作為一種無色的、水溶性易揮發(fā)的二元胺被應(yīng)用于許多不同工業(yè)領(lǐng)域，包括攝影、燃料、制藥、火箭航天器燃料、爆炸物、殺蟲劑等[25]。它的缺點(diǎn)是具有很強(qiáng)的還原性、腐蝕性而且是一種毒性很強(qiáng)的致癌物，嚴(yán)重接觸水合肼引發(fā)的癥狀包括：眼睛和鼻子的灼傷，短期內(nèi)視力喪失，眩暈，嘔吐，呼吸道水腫和意識喪失。長期暴露在含有肼的環(huán)境中也會對肝腎功能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。同時(shí)神經(jīng)中樞也會受到肼的破壞，導(dǎo)致失去意識。當(dāng)肼被通過皮膚吸收時(shí)，它會產(chǎn)生苛性燒傷并且還會阻礙體內(nèi)血液的產(chǎn)生[27]。很多存在水合肼毒性和對人體健康以及生活有害的環(huán)境中，迫切需要簡單可靠的對痕量水合肼進(jìn)行檢測的手段，工業(yè)上常用的肼檢測方法包括滴定法[28]，電位滴定法[29]，分光光度法[30]和色譜法[31]，這些方法大多成本高，采樣耗時(shí)較長且分析技術(shù)有限。相反，電化學(xué)傳感方法操作簡單，響應(yīng)快速而且具有高的靈敏度，選擇性和可靠性，然而，傳統(tǒng)裸電極的檢測方法容易受到被檢測物的污染可重復(fù)性較差，化學(xué)修飾電極由于自身靈活性高，重復(fù)性高的特點(diǎn)為解決這些問


本文編號：2924229