低维硒化物纳米晶的液相化学控制合成与表征

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a370412412
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本文采用常规形貌结构控制研究思路,探索多种硒化物低维纳米晶的湿化学合成工艺,成功制备了多种纳米形貌结构,如纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片、纳米链、纳米空心球等。 文章采用有机分子导向合成硒化物一维纳米晶,成功合成CdSe纳米棒、Sb2Se3纳米线和Se纳米管。采用CTAB辅助水热法合成高质量的CdSe纳米棒,研究发现表面活性剂对于调控CdSe纳米晶韵形貌发挥着至为重要的作用。在反应体系中,表面活性剂的存在能有效地抑制颗粒团聚,对初始形成的纳米棒晶表面进行有效的修饰包裹,避免枝晶的生长,促进一维纳米棒的生长。改变表面活性剂的浓度,CdSe纳米晶形貌从枝晶变化为纳米棒、纳米短棒,直到纳米颗粒。接着以自制的NaHSe乙醇溶液为硒源,在PEG-400无水体系中成功制备了直径100nm左右,长度可长达十几微米的Sb2Se3纳米线,PEG-400在其中发挥着良好的结构导向剂的作用。并进一步采用此工艺方法制备Bi2Se3纳米晶,在DEG体系成功制备了边长~200nm的六边形纳米片晶。最后通过一种简便的绿色一步还原水热方法成功合成了高质量的t-Se纳米管,并对于纳米管的生长机制提出了一种溶解——再析出机制。过量的葡萄糖对不同晶面的吸附促进纳米管的形成,起着结构导向剂的作用。采用分子络合模板合成硒化物纳米晶,分别以乙二胺和肼为络合分子模板合成CdSe层状纳米结构和ZnSe一维纳米晶。以CdO为镉源,水合肼为还原剂,乙二胺为络合分子模板在室温下成功合成了层状纤锌矿CdSe纳米晶,并通过将前驱物进行醇热处理合成了多孔CdSe纳米结构。接着以肼为络合分子模板,采用在溶剂热分解分子前驱物成功制备了直径10-100nm,长度可达数微米的纤锌矿ZnSe纳米线。结合络合物结构对纳米晶的形成机制进行了探讨,络合物的层状结构在有机物脱除之后,沿着特定晶面解理是一维纳米结构以及纳米片晶的主要形成机制。使用牺牲模板法制备纳米结构体现出高产率、工艺简便等优势,省略去除模板的后续处理以及模板本身对目标产物的负面影响,能够制备许多奇特的纳米结构,采用此路线成功制备了链状CdSe一维纳米结构和Ag纳米空心球。首先通过碱金属盐矿化水热生长成功制备Cd(OH)2六边形纳米片晶,在Na2SeSO3溶液中通过水热途径将Cd(OH)2纳米片晶转变为CdSe纳米结构,通过控制水热温度和保温时间能实现对CdSe纳米片、链状一维纳米结构和离散纳米颗粒等形貌的控制。接着采用一种简便的牺牲模板法制备了外径40-50nm和内径20-30nm的单质Ag纳米空心球。实验以柠檬酸作稳定剂直接还原制备分散良好的金属Co纳米颗粒作模板,与Ag+原位置换反应生成单质Ag包裹在Co纳米颗粒表面,随着反应的进行,Ag+和Co2+沿着壳层的间隙相互扩散,最终将核心的Co纳米颗粒消耗尽,形成中空的空心球。
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