納米CdS的制備和性能研究文獻綜述

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1、文獻綜述納米CdS的制備和性能研究一、前言納米材料是目前國際上非常熱門的一個研究領(lǐng)域。納米粒子是目前研究較多的一種納米材料。特別是半導(dǎo)體納米粒子,由于它具有的獨特性質(zhì)和新的規(guī)律如量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和介電效應(yīng)等,而成為當(dāng)今非分子材料研究的熱點,被稱為半導(dǎo)體納米功能材料。為了得到穩(wěn)定的表面可控的半導(dǎo)體納米粒子,人們用各種方法合成了表面修飾的納米粒子或復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米粒子,以期獲得優(yōu)良的光、電及物理化學(xué)性質(zhì)。一般來說，納米科學(xué)是研究納米尺度范疇內(nèi)物質(zhì)運動和變化的科學(xué)，而在同樣尺度范圍內(nèi)對原子、分子等進行操縱和加工

2、的技術(shù)則為納米技術(shù)。從廣義上講，納米科學(xué)技術(shù)不僅是尺度的納米化，而是在一種有別于宏觀和微觀領(lǐng)域的介觀領(lǐng)域中認(rèn)識和改造自然，使人類進入嶄新世界的科學(xué)技術(shù)。納米科技的研究內(nèi)容包括:創(chuàng)造和制備優(yōu)異性能的納米材料；設(shè)計、制備各種納米器件和裝置;探測和分析納米區(qū)域的性質(zhì)和現(xiàn)象。納米科技主要包括納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)和納米力學(xué)等7個相對獨立的部分。目前，人們利用各種方法已成功制備出CdS、CdSe、Fe2O3、SiO2、CdSe、CdTe等納米微粒,其中CdS納米微粒(C

3、dSNPs)在光、電、磁、催化等方面應(yīng)用潛能巨大，國內(nèi)外學(xué)者對納米CdS的制備、性質(zhì)及其在熒光材料中的應(yīng)用進行了廣泛而深入的研究。制備納米材料的方法主要有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法包括電沉積(ED)、噴涂(SP)和物理氣相沉積(PVD)等方法，可制得粒徑易控的納米粒子，但因所需設(shè)備昂貴而限制了它的廣泛應(yīng)用；化學(xué)法主要有LB膜法、熱分解法、微乳法、溶膠-凝膠法等，其中用于制備納米CdS薄膜的方法有化學(xué)沉積(CBD)、分子束外延(MBE)、有機金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)等。本文綜述了納米CdS的制備方法及其

4、熒光材料的研究進展。二、納米硫化鎘的制備方法2.1固相法固相法是指用合適的鎘鹽和硫化物研細(xì)后直接混合，在研磨等作用下發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)，進而制得納米硫化鎘的方法。該方法的突出特點是操作方便，合成工藝簡單，轉(zhuǎn)化率高，粒徑均勻，且粒度可控，污染少，可避免或減少液相中易出現(xiàn)的硬團聚現(xiàn)象，以及由中間步驟和高溫反應(yīng)引起的粒子團聚現(xiàn)象。張俊松等[1]以巰基乙酸，氯化鎘，硫化鈉為原料，采用低溫固相反應(yīng)法制備納米微粒，得到的納米粒子粒徑分布均勻，大小約為3～5nm。唐文華等[2]用硫代乙酰胺與氯化鎘為原料，PEG-400作分散

5、劑，室溫固相法得到立方晶系的納米硫化鎘，粒徑為15～25nm。許小青等[3]用Cd(OAc)2·2.5H2O，Na2S·9H2O作原料，用PEG作穩(wěn)定劑,合成出直徑為10n，長為100nm的納米線。曹潔明等[4]用Na2S·9H2O和Cd(CH3COO)2·2H2O通過不同時間的微波加熱固相反應(yīng)制備出了粒徑較均勻的納米粒子，并通過控制微波加熱過程，可以改變的晶型。固相法主要缺點是原料較難混合均勻，研磨時間較難把握。2.2水熱法水熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用水溶液或有機溶劑作為反應(yīng)體系，通過將反

6、應(yīng)體系加熱到臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境而進行無機合成與材料制備的一種有效方法。杜娟等[5]用CdSO4和Na2S溶液作原料自壓式聚四氟乙烯反應(yīng)釜中均勻混合反應(yīng)制得平均粒徑為5nm的立方形納米硫化鎘，用CdSO4和硫代乙酰胺溶液作原料水熱法合成反應(yīng)制得平均粒徑為26.6nm的六邊形納米硫化鎘，用CdSO4和硫代乙酰胺作原料無水乙醇作溶劑自壓式聚四氟乙烯反應(yīng)釜中均勻混合反應(yīng)制得平均粒徑為22.2nm的立方形納米硫化鎘。陳友存等[6]以CdSO4和Na2S為主要原料,分別在水熱體系和油酸體

7、系中制備了納米CdS顆粒粒徑約為10nm和4.6nm。水熱法主要缺點是設(shè)備要求高，反應(yīng)控制條件要求高。2.3模板法模板法合成的原理很簡單,設(shè)想存在一個納米尺寸的“籠子”，讓成核和生長在該“納米籠”中進行，在反應(yīng)充分進行后，“納米籠”的大小和形狀就決定了作為產(chǎn)物的納米顆粒的尺寸和形狀，具有實驗裝置簡單、操作容易、形態(tài)可控、適用面廣等優(yōu)點，可以合成更多特殊形態(tài)的納米粒子。叢日敏等[7]以酯端基的4.5代PAMAM樹形分子為模板,合成了分散性好、尺寸分布窄、發(fā)紫光的CdS量子點,平均粒徑為1.5nm。Wang等[8

8、]用嵌段共聚物膠束作為模板，這種納米反應(yīng)器控制了CdS納米粒子的生長，CdS的直徑為2.8～9.7nm。王銀海等[9]用CdSO4和Na2S溶液作原料，以多孔氧化鋁為模板電化學(xué)沉積出CdS納米線。桑文斌等[10]用脫乙?；幚淼募讱ぐ纷髂０?，CdCl2和H2S為原料合成出粒徑為2-18nm的六方相的納米硫化鎘粒子。馮新星等[11]以蠶絲絲素蛋白為模板，以CdCl2·2.5H2O和硫代乙酰胺為原料在P