離子交換法用于高性能Cu-Ni基硫族化合物的控制合成.pdf

1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheStudyofIonExchangeMethodfortheSynthesisofCu／NibasedChalcogenidewithHighPerformanceByWutaoWeiSupervisor：ProfXinxinGuan，AssocProfWeihuaChenIndustria

2、lCatalysisTheCollegeofChemistryandMolecularEngineeringMarch，2014摘要摘要隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境問題已經(jīng)上升為全球問題。具有卓越性能的新材料的開發(fā)是解決這些問題的關(guān)鍵所在。材料的組成、結(jié)構(gòu)和形貌決定了材料的性能，如何合成具有卓越形貌的理想材料也成為目前的研究熱點(diǎn)。銅／鎳基硫族化合物是重要的半導(dǎo)體材料之一，具有卓越的催化性能、光學(xué)性能、電化學(xué)性能，在環(huán)保、能量轉(zhuǎn)

3、換與儲(chǔ)存方面具有很好的前景。本文將設(shè)計(jì)一條簡單、溫和的合成路線實(shí)現(xiàn)材料卓越形貌的可控遺傳，并連續(xù)調(diào)整材料組成，達(dá)到材料性能調(diào)優(yōu)的目的，實(shí)現(xiàn)微納米材料的控制合成，為新型高性能結(jié)構(gòu)材料的研發(fā)提供一條行之有效的合成路線，最終為應(yīng)對(duì)能源環(huán)境問題作出貢獻(xiàn)。1在低溫(60℃)下，通過一步原位生長的方法，以具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的泡沫銅作為模板和銅源，以硫粉作為硫源，成功的制備了具有三維分等級(jí)結(jié)構(gòu)的毛線團(tuán)狀CuS微米球，其牢牢的生長在三維多孔骨架的表面。通

4、過考察濃鹽酸的用量和反應(yīng)時(shí)間，詳細(xì)地探索了產(chǎn)物形貌的演變規(guī)律。通過Se離子交換在保持CuS微米球形貌和結(jié)構(gòu)不變的前提下，對(duì)其組成進(jìn)行了連續(xù)調(diào)整。根據(jù)不同的置換時(shí)間和Se粉用量，成功的獲得了純CuSe和Cul8Se微米球材料，它們也牢牢的覆蓋在多孔微米管骨架的表面，骨架的組成仍然是CuS。這種置換行為極大地影響了材料的物理化學(xué)性質(zhì)。通過置換前后材料降解羅丹明B和亞甲基藍(lán)水溶液的實(shí)驗(yàn)可以看出，置換后得到的復(fù)合材料CuSe@CuS和CUl8S

5、e@CuS的催化效率是CuS微米球的好幾倍，因此，陰離子交換明顯的提高了材料的催化效率。2通過一步原位生長的方法在低溫(60℃)下成功的制備出了具有三維分等級(jí)結(jié)構(gòu)的牡丹花狀的Cul8Se微米球材料，其牢牢的覆蓋在三維多孔骨架的表面。通過調(diào)整溶劑比例和反應(yīng)時(shí)間，詳細(xì)研究了Cul8Se微米球的生長機(jī)理。通過A礦交換成功地改變了cul8se微米球的化學(xué)組成，實(shí)現(xiàn)了形貌遺傳和二元CulaSe向三元CuAgSe的轉(zhuǎn)變，通過控制置換時(shí)間，不斷增加C