CdS纳米颗粒的合成、表面修饰及光学特性研究

用一步室温固相化学反应法合成CdS纳米颗粒，并以氨催化水解法对其表面进行了修饰，得到了具有CdS／SiO2核／壳结构的纳米微球，以透射电子显微镜和X-射线衍射仪对其结构和物相进行了表征，并研究了其光致发射光谱的性质，研究结果表明：固相反应完全，产物为纯相CdS，室温固相化学反应法避免了传统湿法存在的团聚现象的缺点，具有产率高、无污染、节能等优点；而且CdS纳米颗粒表面经SiO2修饰后，其带边发射显增强，缺陷发射减弱，且在一定范围内随着SiO2包覆层厚度的增加，荧光强度增加。     

CdS修饰低密度TiO2纳米棒阵列复合膜的制备及光电性能

为了提高CdS光敏层在TiO₂一维纳米棒阵列中的填充率,在TiO₂种子层的基础上,采用水热法于FTO导电玻璃表面生长了棒长较短、棒间距较大的低密度TiO₂一维纳米棒阵列膜,通过化学浴沉积在TiO₂纳米棒表面包覆CdS种子层,以此为基底采用水热法于TiO₂一维纳米阵列中生长CdS光敏层。采用SEM,XRD及紫外-可见吸收光谱对不同CdS水热生长时间的TiO₂/CdS复合膜结构进行了表征,并对其光电性能进行了研究。结果表明,低密度TiO₂纳米棒阵列有利于CdS生长液在阵列中渗入形成完全包覆的CdS种子层,CdS光敏层通过水热过程在整个TiO₂纳米棒表面均匀生长,逐渐形成CdS对TiO₂纳米棒阵列的完全填充和包覆,并在阵列顶端形成由CdS纳米短棒组成的花状修饰层;CdS的修饰将TiO₂一维纳米阵列膜的光吸收拓展至可见光区,水热生长7 h所得到的TiO₂/CdS复合膜具有最高光电流。所制备的CdS修饰低密度TiO₂纳米棒复合膜在太阳电池器件中具有很好的应用前景。     

CdS/SiO2介孔组装体系、CdS薄膜及纳米晶的光吸收性质

通过溶胶 凝胶法获得块材CdS纳米颗粒/介孔SiO2组装体系样品,喷雾热解获得CdS薄膜,水热法合成CdS纳米晶,室温下的拉曼谱中观察到CdS的两个特征峰;在氮气中做了退火处理,发现CdS/SiO2介孔组装体系和CdS薄膜的吸收边随退火温度升高而移动,与XRD图谱中衍射峰宽化减弱相对应,其分别归属于量子尺寸效应和缺陷等的变化.     

化学沉积法制备CdS纳米薄膜及成膜机理

分别以Cd(NO_{3)2和(NH2)2CS作为镉源和硫源， 用化学沉积法(CBD)在ITO玻璃上生长CdS半导体纳米薄膜. 考察了Cd^{２＋浓度、 沉积温度、 沉积时间和后处理温度对CdS成膜的影响. 紫外 可见吸收谱和原子力显微镜结果表明， 改变溶液浓度和后处理温度都能有效调节CdS的吸收带边， 得到均一致密的CdS纳米薄膜. 探讨了膜形成机理， 给出了成核过程模型， 进一步修正了传统成膜机制. 认为ITO玻璃基片表面活性位和晶核的形成是均一致密CdS纳米膜形成的关键. 晶核的形成是电学、 热学、 力学和化学等因素共同作用的结果.}}     

CdS包覆SiO_2核/壳和空腔结构纳米球制备及发光性能

以Stber法制备的SiO2纳米微球为模板,利用二氧化硅模板表面的静电吸附作用,采用层层自组装法,生成厚度可控的硫化镉纳米晶包覆层,制备出CdS包覆SiO2核/壳结构及Mn2+掺杂CdS核/壳结构纳米球.利用牺牲模板法,以HF为蚀刻剂,还可控制备出CdS空腔纳米结构和Mn2+掺杂的空腔纳米结构.采用XRD、EPR、TEM、SEM、Uv-Vis和PL等测试手段对所得核/壳与空腔纳米结构的组份及微结构进行分析和表征.Mn2+掺杂CdS核/壳结构样品的EPR谱可见6条谱线,g因子约在2.002~2.005,这6条超精细结构谱线来自占据Cd2+格位的Mn2+离子,可归属于Mn2+中允许的磁偶极跃迁.Uv-Vis谱分析结果显示CdS空腔结构纳米球的吸收边相比CdS体材料发生很大程度蓝移,且禁带宽度增大.CdS空腔纳米结构的PL谱分析结果表明在530 nm处出现一个较宽的发射带,可归属于CdS空腔纳米结构的表面缺陷态发射;相对于实心纳米结构,CdS空腔纳米结构的荧光强度明显增强.Mn2+掺杂CdS空腔纳米结构的荧光发射光谱表明,当Mn2+掺杂量相对于CdS物质的量之比为2.0%时,其荧光强度最大.CdS包覆SiO2核/壳结构及CdS空腔结构纳米材料在光子晶体、生物荧光标记及生物催化等技术领域具有潜在的应用前景.1     

晶种辅助法控制合成CdS纳米棒

本论文以CS2为硫源．首先在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)胶束中制备CdS纳米棒品种．然后利用晶种辅助法实现了不同长径比的CdS纳米棒制备。实验结果表明晶种辅助生长法能否成叻与晶种在反应体系中溶解特性有很大关系。     

竹节状CNTs/CdS核壳纳米线的制备与形态特征

以竹节状碳纳米管(CNTs)为模板,采用常温化学还原路线制备了CNTs/CdS核壳纳米线,用透射电子显微镜(TEM)观察了产物的微观形貌,用X射线衍射(XRD)技术分析了产物的物相,证实所得产物由CNTs与六方格子的CdS纳米晶体构成,具有核壳纳米线结构.研究发现CNTs竹节状的形态特点影响了得到的核壳结构的纳米线的微观形貌.在反应物浓度较低时,CdS晶体不像在侧壁平直的CNTs表面生长那样均匀包覆在CNTs表面,而是呈现根瘤状形貌;当反应物浓度升高时,CdS晶体均匀包覆在CNTs表面.当把还原反应时间缩短(如15m in),观察到CNTs环绕在CdS纳米晶体表面的新形态,推测这与CNTs的竹节状特殊形态有关.这些结果对于阐明CNTs/化合物半导体复合材料的形态结构控制原理和开发新材料具有重要参考价值.     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。     

纳米CdS/PAMAM G5.0显现金属表面油潜指纹初探

以纳米CdS／PAMAMG5．0材料为显现试剂，对3种常见金属上的油潜指纹进行显现，并且将该显现液与罗丹明6G和BBD显现液对加强“502”胶熏现后的指纹的显现效果进行比较。同其他方法相比，纳米CdS／PAMAMG5．0显现常见金属表面油潜指纹具有理想的效果，其荧光强度、选择性吸附性能优异；显现后的指纹纹线流畅、细节特征明显；可以通过室光反射和紫外可见荧光两种形式成像，适用范围更广。     

一维CdS纳米结构的光致发光和微腔性能研究

运用低温变温宏观光致发光和共焦空间分辨光致发光光谱技术,研究了由催化剂辅助化学气相沉积方法生长的一维CdS纳米结构(纳米带和纳米棒)的发光机制及单个纳米结构光学微腔的性质。在10-290 K之间,光谱对温度的依赖关系清楚地显示了CdS纳米结构的室温近带边发光主要由自由激子发光及其声子伴线组成。纳米结构的端面和侧壁均可对近带边发光表现出较强的束缚作用,形成法布里-珀罗(FP)和回音壁(WG)两种谐振腔,并表现出较明显的非线性特征。深能级的缺陷发光在WG微腔中形成较强的等间距腔模式,而在FP微腔中其在轴向上的传播则损耗较大。上述结果有助于理解两种纳米结构光学微腔的机制,并支持了与激子相关的微腔模式的激子极化激元模型。     

Assembly of CdS Nanowires from Solution Using Oriented Nanofibers

This paper presents an universal assembly approach,based on the oriented nanofibers,for the formation of large-scale ordered nanowire arrays.First,CdS NWs solution is dripped onto the substrate surface.Second,before the CdS NWs solution evaporates,the oriented nanofibers slides along the substrate surface to assemble the CdS nanowires.The mechanism involving ordered alignment of nanowires on the substrate surface was investigated based on our experimental results.The resulting nanowires arrays can be further used for the creation of massive nanoelectronic-device arrays.     

低温固相合成形貌和晶相可控的CdS纳米晶

用表面活性剂为形貌控制剂,通过低温固相反应成功制备出具有不同晶相和形貌的CdS纳米晶.研究结果表明,在反应过程中,表面活性剂所形成的结构对最终纳米晶的形貌起着决定性的作用.若以表面活性剂聚氧乙烯9醚为形貌控制剂,则所制备的产物为立方晶系的β-CdS球形纳米粒子,纳米粒子的直径为5-15 nm;而用聚乙二醇400为形貌控制剂时,则所制备的产物为六方晶系的CdS纳米棒,纳米棒的直径为20-80 nm、长度为100-400 nm.用X射线粉末衍射和透射显微镜技术对所制备纳米晶的成分、晶相、形状和尺寸进行了表征分析.对不同形貌CdS纳米晶的形成机理作了深入的讨论,提出了CdS纳米棒的表面活性剂软模板诱导自组装生长机理.     

硫化镉/石墨烯/TiO_2纳米棒阵列的光电化学性能

采用水热法在掺氟导电玻璃(FTO)上生长TiO_2纳米棒阵列。通过电化学伏安法将氧化石墨烯还原并沉积在TiO_2纳米棒阵列上,再经过化学水浴沉积硫化镉,形成Cd S/石墨烯/TiO_2阵列复合材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能量色散仪对样品的晶型、形貌以及成分进行分析。通过电化学工作站表征样品交流阻抗、开路电位、光电流响应及光化学能转换效率。结果表明,复合材料的电荷转移电阻约是未修饰的TiO_2纳米棒阵列的1/17,光电流比未修饰的TiO_2纳米棒阵列提高约2.5倍,在外加电压为-0.6 V时可达到2.2%。     

树枝状CdS纳米结构的合成及光学性质

分别以丙烯基硫脲和五水氯化镉为硫源及镉源,利用水热法合成了树枝状CdS复杂纳米结构,利用X射线衍射谱、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜和电子衍射等对产物的形貌和结构进行表征.利用室温荧光光谱和紫外-可见光吸收谱对产物的光学性质进行研究.结果表明,所得产物是六方晶系的CdS,并且树枝状CdS是单晶.研究了不同硫源和镉源对产物形貌的影响,同时对树枝状CdS复杂纳米结构的形成机制进行了探讨.     

Modification of TiO2 nanotubes arrays by CdS and their photoelectrocatalytic hydrogen generation properties

In order to realize hydrogen generation under visible light, novel CdS/TiO2 nanotubes arrays are developed by electrochemical anodizaUon of Ti in 0.15 mol/L NHTF ＋ 0.08 mol/L H2C2O4 electrolyte. The diameter of the nanotube is 80-100 nm and the length is approximately 550 nm. The CdS nano-particles are deposited on the TiO2 nanotubes arrays by chemical bath deposition （CBD） in the ammonia-thiourea system. A 300 W Xe lamp is used as the light source, CdS/TiO2 nanotube arrays are used as the photoanode with the application of 1.0 V bath voltage, and 0.1 mol/L Na2S ＋ 0.04 mol/L Na2SO3 solution is used as the electrolyte, then the rate of photoelectrocatalytic hydrogen generation is 245.4 μL/（h·cm^2）. This opens new perspectives for photoelectrocatalytic hydrogen generation by using CdS/TiO2 nanotubes arrays.     

CdS／聚苯胺导电复合材料的制备与表征

通过化学氧化聚合法,将固相法合成的CdS纳米粒子在十二坑基苯磺酸（DBSA）存在的条件下,用氧化剂（同时也是催化剂）过硫酸铵（APS）氧化苯胺（An）,制得了CdS／聚苯胺导电复合材料。探讨了CdS的掺入量对导电复合材料的影响。CdS／聚苯胺导电复合材料用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）和四探针电导率测试仪进行了表征。结果表明,当苯胺单体为2mL,CdS的掺入量为0．1g时,制得的CdS／聚苯胺导电复合材料电导率较高。     

LSS体系合成CdS半导体量子点

用LSS体系制得了CdS半导体量子点,采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对产物进行了表征.以油酸和乙醇为液相(L),油酸钠为固相(S),乙醇和含Cd2+的水溶液为溶液相(S),构成LSS体系.体系中以硫化钠为硫源在180 ℃恒温4 h,在L-S相界面处形成CdS量子点.制得的量子点具有良好的形貌,外形规则,为立方晶系结构,直径大约为4 nm.对CdS量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱进行了分析.