硫化铜微米花状结构材料的合成及其光催化性能的研究

摘要

低维纳米/微米结构的硫化铜(CuS)材料由于具有特殊的光学、电学、磁学和热学性能，而在光催化、锂电池、传感器、环保、发光二极管和生物医学等诸多领域中有着巨大的潜在应用前景，因此而受到人们的广泛关注。硫化铜材料的性能不仅与它的组成元素铜和硫的化学计量比有关，而且还受到尺寸和形貌的影响，因此实现对硫化铜材料的尺寸和形貌的可控合成，并探究其与性能之间的关系具有重要研究意义。
　　本文以氯化铜(CuCl2)和硫脲为原料，采用溶剂热法在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)极性非质子型溶剂体系中成功制备出了直径为3～5μm的硫化铜微米花状结构。利用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)、以及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段和方法对其进行了表征，分析了硫化铜花状结构的生长机理。又以阳离子染料罗丹明B作为目标分解物评价了合成材料的光催化活性，同时与合成的球状结构硫化铜做了光催化性能的比较。结果表明:花状结构的硫化铜材料由100-200nm厚的纳米薄片自组装生长而成;反应时间和反应溶剂体系对产物结果的形貌有较大影响;紫外可见吸收光谱表明硫化铜花状微米结构在608nm处有强而宽的吸收峰和在320nm处有弱吸收峰，而光致发光谱表明了在560nm左右处有发射光带。硫化铜的光催化实验表明，花状结构的硫化铜能够8分钟催化分解罗丹明B染料，催化效率比球状结构高出了256.7％。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 纳米材料

1．2．1 纳米材料的概念

1．2．2 纳米材料的发展史

1．2．3 纳米材料的特殊效应

1．2．4 纳米材料的表征方法

1．3 纳米过渡金属硫化物的概述

1．3．1 纳米过渡金属硫化物的性能

1．3．2 纳米过渡金属硫化物的研究进展

1．4 纳米硫化铜的概述

1．4．1 纳米硫化铜的应用

1．4．2 纳米硫化铜的制备技术

1．5 本论文的研究目的及方法

第二章 溶剂热法合成硫化铜微米花状结构及其催化性能

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 样品的合成

2．2．3 样品的表征

2．2．4 样品的光催化性能检测

2．3 结果与讨论

2．3．1 样品的SEM和TEM形貌分析

2．3．2 样品的XRD分析

2．3．3 不同反应时间对样品的SEM形貌影响

2．3．4 不同溶剂对样品形貌的分析

2．3．5 样品形成机制的分析

2．3．6 样品的UV-Vis和PL分析

2．3．7 样品的光催化性能分析

2．4 小结

第三章 全文总结

参考文献

致谢

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