介孔MCM-41中納米硫化鋅的組裝與表征.pdf

1、硫化鋅材料具有許多特殊的光電性能，在薄膜電致發(fā)光裝置、光電二極管、紅外窗材料以及光催化劑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。納米尺寸的ZnS因其能帶寬度大于其相應(yīng)的體相材料，而具有更廣泛的應(yīng)用前景。但其應(yīng)用受制于其穩(wěn)定性，因為納米材料高的化學(xué)反應(yīng)活性使其易于氧化、聚集，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的巨大變化，因此提高ZnS材料的穩(wěn)定性十分必要。要達(dá)到這個目的可采用的方法即是將納米材料組裝到有固定孔道的模板中，或在其外表面鍍一層惰性的薄膜。近年來，MCM-41因

2、其規(guī)則的六方結(jié)構(gòu)和均一孔徑而成為一種廣泛研究的組裝載體。 本文利用溶劑熱法、微波法和等體積浸漬法三種方法在介孔MCM-41中組裝ZnS納米晶體，提高納米ZnS材料的穩(wěn)定性。并用X射線衍射(XRD)，紫外可見光譜(UV-Vis)，N2吸附(N2adsorption-desorptionisotherms)，透射電鏡(TEM)等手段對得到的材料進(jìn)行表征。由XRD計算得到三種方法制得的ZnS粒子尺寸在1.6～2.0nm間。ZnS的存在

3、使MCM-41骨架強度降低，并導(dǎo)致比表面積、孔徑和孔體積的減小。量子尺寸效應(yīng)引起UV-Vis光譜藍(lán)移28～45nm。表征結(jié)果表明由溶劑熱合成的納米ZnS材料主要集中在孔內(nèi)，尺寸較小且載體MCM-41骨架結(jié)構(gòu)保持完整，證明溶劑熱法是一種有效的組裝方法。最后對溶劑熱法考察實驗條件發(fā)現(xiàn)本文所提出的溶劑熱合成法，可以在較寬的合成條件下獲得ZnS/MCM-41材料，并得到了最佳實驗條件： (1)硫化過程：H2S流速80ml/min；硫化溫