三元硫族化合物和高熔點化合物納米材料的低溫合成及形貌控制.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文三元硫族化合物和高熔點化合物納米材料的低溫合成及形貌控制姓名：陸輕銥申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：納米材料指導(dǎo)教師：錢逸泰;唐凱斌2000.4.1A b s t r a c tI n t h i s d i s s e r t a t i o n ，s o l v o t h e r m a l a n d h y d r o t h e r m a l a p p r o a c h e s a r e d e

2、v e l o p e d t o t h em o r p h o l o g y - c o n t r o ls y n t h e s i so f a s e r i e so f m e t a l t e r n a r yc h a l c o g e n i d e sn a n o c r y s t a l l i t e s ．A n dt h es y n t h e s i so f t h eh i g h

3、m e l t i n gp o i n tl l a n o —m a t e r i a l s a tl o w t e m p e r a t u r ei s a l s oi n v e s t i g a t e d ．T h em a i n p o i n t sc a n b es u m m a r i z e d a sf o l l o w s ：U n d e r s o l v o t h e r m a

4、lc o n d i t i o n s ，c h a l c o g e nc o u l dd i s p r o p o r t i o n a t et of o r mp o l y c h a l c o g e n i d ei o n s a n dd i s s o l v e i n t o s o l u t i o n ．I n o u re x p e r i m e n t s ，t h e d i s p

5、r o p o r t i o n a t i o n o fc h a l c o g e nw a se m p l o y e dt o o b t a i nas e r i e s o fb i n a r ym e t a lc h a l c o g e n i d e sa t8 0 - 1 4 0 。Cw i t hm e t a l l i c s a l t a n dc h a l c o g e ne l e

6、m e n t a sr e a c t a n t se v e ni nt h ea l e r ts o l v e n tb e n z e n e ．T h i sm e t h o di se x p a n d e de a s i l yt ot h ep r e p a r a t i o no f t e m a r ym e t a I c h a l c o g e n i d e s a n d a t 1 6

7、 0 ～2 8 0 。Cal o to f s e m i c o n d u c t o r n a n o ．m a t e r i a l s w i t h d i f f e r e n t s t r u c t u r e s i n c l u d i n g C u l n S 2 ，A g l n S e 2 ，C u l n S e 2 ，F(xiàn) e l n 2 S 4 ，C u F e S e 2 ，C u 8 G

8、e S 6 ，C u 2 S n S e 4a n dA g s S n S e 6w e r ep r e p a r e d ．B yc h a n g i n gr e a c t i o nc o n d i t i o n s ，w et r i e d t oc o n t r o lt h em o r p h o l o g ya n ds i z eo f t h ep r o d u c t s ．W h e nu

9、s i n go x i d e sa sm e t a l ．s o u r c e sa n de l l a ss o l v e n t ，w ec a no b t a i nn e e d l e - l i k eC u l n S 2p a r t i c l e sw i t ha x i a Lr a t i o = 2 0a n dC u 2 S n S e 4n a n o r o d sw i t ha na

10、v e r a g ed i a m e t e ro f1 0 n m ．I nt h i ss e c t i o n ，w ea l s od i s c u s s e dt h es y n t h e t i cm e c h a n i s mo fC u l n S 2 n a n o c r y s t a l l i t e s ．U n d e r h y d r o t h e r m a lc o n d i

11、t i o n s ，t h e c o n t r o lo f m o r p h o l o g ya n d s i z eo f m e t a lt e r n a r ys u l f i d e sn a n o c r y s t a l l i t e sw e r ei n v e s t i g a t e d ．B ya d j u s t i n gr e a c t i o nc o n d i t i o

12、 n sa n dc h o o s i n gd i f i e r e n ta c t i v er e a c t a n t s ，C u l n S 2 ，C u 3 S b S 4 ，a n d A 9 3 S b S 3 n a n o c r y s t a l l i t e s w i t h d i f f e r e n t m o r p h o l o g i e s w e r eo b t a i n

13、e d ．W i t h 州H 4 ) 2 S ，t h i o u r e ao r ( N H 4 ) 2 s 2 qa sS - s o u r c eC u l n S 2w a sp r e p a r e di n n a n o r o d sw i t h d i f f e r e n td i a m e t e r s ．A n d t of o r m r o d —l i k eC u 3 S b S 4 ，N

14、 a 2 S 2 0 3w a s c o n f i r m e d t ob ea ne f f e c t i v eS - s o u r c ea n d t h ep r o d u c e d r o d s ’d i a m e t e rw a s e g r e a t l yi n f l u e n c e db y t h eu s i n g s o l v e n t I np y r i d i n e

15、．C u 3 S b S 4 n a n o r o d sw i t ha na v e r a g e d i a m e t e ro f 5 0 n m f o r m e d ．B u tA 9 3 S b S 3 n a n o r o d sc o u l d n o tb es y n t h e s i z e du n d e rt h es i m i l a rc o n d i t i o n s ．W ek

16、n o w t h a t t h ed i s p r o p o r t i o n a t i o no fs u l f o r c o u l dO c c u ru n d e rs o l v o t h e r m a lc o n d i t i o n sa n dt h ec h e l a t i n ga b i l i t yo f N H ，c o u l d m a k el o w ．d i m e n

17、 s i o np r o d u c ta p p e a r ．S ow e c h o s e s u 】如rp o w d e ma sS —s o u r c e sa n da m m o n i aw a t e r a Ss o l v e n tt o 神tA 9 3 S b S 3 n a n o r o d sa n d a t1 2 0 - - 1 5 0 。C6 0 n m —w i d eA 9 1 S b

18、S { n a n o r o d s w e r e s y n t h e s i z e d ．T h e h i 【g h m e l t i n g p o i n t c o m p o u n d s ，s u c h a s n i t r i d e ，c a r b i d e ，a n d s o m e i n t e r m e t a l l i cc o m p o u n d s ，h a v e r e

19、 m a r k a b l ep h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s ，b u tt h e i rs y n t h e s i si s d i f f i c u l ta n du s u a l l yn e e d sh i g hp r e s s u r ea n dh i g ht e m p e r a t u r eo rs o m ee s

20、p e c i a l e q u i p m e n t ．B a s e do nt h ep r e v i o u sl i t e r a t u r e s ，w ed e s i g n e dr e l a t i v e l yl o w t e m p e r a t u r es y n t h e t i cm e t h o d s f o rt h ep r e p a r a t i o no fA m ，

21、F e 3 S i ，T i Cn a n o c r y s t a l l i t e sa n dS i Cn a n o r o d s D u e t ot h ee a s i n e s so fA lp o w d e r st ob ec h l o r i d l z e d b yH C lt o f o r i l l a c t i v e a l u n i m u nc h l o r i d e s ，w

22、 ec h o s eA Ip o w d e r sa n dN H ^ C I a sr e a c t a n t sa n d o b t a i n e dA I N n a n o c r y s t a l l i t e sw i t ha na v e r a g e s i z eo f 6 r i ma t5 8 0 。Cf o r1 2 h ．U n d e r4 5 0 。C b e n z e n e - t

23、 h e r m a lc o n d i t i o n s ．F e 3 S i n a n o c r y s t a l l i t e s w i t h a l l a v e r a g es i z e o f3 5 n mw e r ep r e p m e dt h r o u g hac o - r e d u c t i o nr e a c t i o n ．U s i n gT i C l 4o rS i C

24、 l 4a n dC C l 4a sr e a c t a n t sa n dN a a sr e d u c i n ga g e n t ，b o t ho f T i Cc r y s t a l l i t e s w i t ha na v e r a g es i z eo f15 n m a n dS i Cn a n o r o d sw i t hd i a m e t e ro f1 0 - , - 4 0 a

25、ma n dl e n g t ho fs e v e r a lm i c r o n sw e r es y n t h e s i z e d ．W ep r o p o s e dt h a t t h eg r o w t hm e c h a n i s mo fS i Cn a n o r o d sw a ss e l f - c a t a l y z e dV L S g r o w t hp r o c d sa