CdS纳米微粒的制备及其形貌和粒度控制

摘要

CdS半导体纳米粉末在光、电、磁、催化和力学等方面有着特殊的性能，这与其具有多种晶体形态和不同形貌紧密相关，而制备可控粒度、形状、取向的CdS半导体纳米粉末，对材料付诸于工业应用具有十分重要的意义，同时也对湿法制备其它高附加值的粉末材料具有重要的指导作用。 论文首先通过理论分析进行了单分散体系设计，提出采用均匀沉淀的工艺制备CdS纳米粉末，考察了温度、时间、浓度对产物形貌和粒度的影响，利用粒子生长的时间效应有效地控制了单分散CdS纳米粒子的粒度。对粒子形貌及其形成机理进行了分析，揭示了均匀沉淀法制备CdS纳米粉末的结构形貌控制机理，提出了相应的生长基元模型和生长机理模型：在溶液体系里，粒子生长过程中同时存在两种生长基元：胶核和负离子配位多面体。粉末的生长基元以哪种方式为主，取决于溶液的过饱和度：当溶液中过饱和较高时，颗粒生长以胶核聚集生长为主；当溶液中过饱和较低时，颗粒生长以负离子配位多面体连接生长为主。生长基元通过碰撞凝并，在界面发生脱水缩合而生成具有特定形貌的CdS纳米粉末。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献评述及本研究设想

1.1硫化镉纳米颗粒合成方法研究进展

1.1.1纳米硫化镉固相合成研究进展

1.1.2纳米硫化镉液相合成研究进展

1.1.3纳米硫化镉气相合成研究进展

1.2硫化镉纳米粉末的性能及应用

1.2.1 CdS纳米粉末的性能

1.2.2 CdS纳米粉末的应用

1.3硫化镉纳米粉末的制备方法及相应的结构形貌控制

1.3.1纳米粉末结构形貌要求举例

1.3.2纳米粉末结构形貌控制内容

1.3.3湿化学法制备纳米粉末结构形貌控制存在的问题

1.4本研究基本设想

第2章湿化学法制备硫化镉纳米粉体的单分散体系设计

2.1引言

2.2湿化学法制备纳米粉末的化学原理及控制因素

2.3单分散体系设计原理

2.3.1形核与生长过程的分离

2.3.2团聚的抑制与消除

2.3.3湿化学法制备单分散CdS纳米颗粒体系的选择和工艺条件的控制

2.4均匀沉淀法制备单分散硫化镉纳米粉末

2.4.1实验及测试

2.4.2结果与讨论

2.4.3单分散CdS纳米粒子的粒度控制

2.5小结

第3章湿化学法制备硫化镉纳米粉末结构形貌控制机理

3.1引言

3.2硫化镉晶型结构分析

3.3湿化学工艺条件对硫化镉粉末晶型结构和形貌的影响

3.3.1反应温度和反应时间对CdS粉末晶型结构的影响

3.3.2反应物浓度对CdS粉末晶型结构的影响

3.4 NO3-、SO42-、Cl-对硫化镉粉末晶型结构的控制行为

3.5湿化学法制备硫化镉纳米粉末的生长基元模型和生长机理模型

3.5.1湿化学法制备CdS纳米粉末的生长基元模型

3.5.2湿化学法制备CdS纳米粉末的生长机理模型

3.6小结

第4章结论和建议

4.1结论

4.2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况