ZnS-AglnS2复合纳米材料的制备及其修饰

氧化锌纳米复合材料李永艳发布时间：2021-12-22T03:39:50.851Z 来源：《基层建设》2021年第21期作者：李永艳[导读] 用化学的方法把聚合物直接修饰在 ZnO 纳米粒子上大连市技师学院辽宁大连 116000摘要：用化学的方法把聚合物直接修饰在 ZnO 纳米粒子上，从而有效地控制了纳米粒子的成核与生长。

修饰聚合物基团的方式有两种，一种是采用化学反应直接把带有强配位基团的聚合分子共价链接在纳米粒子表面；另一种是先修饰不饱和的有机基团，然后引发聚合，在纳米粒子表面形成一层聚合物保护膜。

严格控制反应条件，制备出直径在 1~10nm 范围内的尺寸均一的 ZnO 纳米粒子，它们的发光波长可以在 400~600nm 范围内调节，量子效率最高达到 85%。

关键词：氧化锌；纳米粒子；聚合物纳米复合材料；发光；量子效率1 简介氧化锌作为一种半导体具备许多优越的特征：价带-导带的间隙较宽，无毒无害，成本低廉等。

这些优点使氧化锌天生是一种有实用价值的光电材料。

最近几年，学术界关于氧化锌的基础研究集中在它的紫外线发射性能，如紫外荧光和紫外激光[2]。

氧化锌纳米粒子的可见光发射型能虽然很早以前就被发现，但是由于传统方法制备的氧化锌纳米粒子存在着许多缺点，所以有关氧化锌纳米粒子的研究最近十年一直不受重视 [3]。

相反，晒化镉（CdSe），碲化镉（CdTe）等纳米粒子的制备和性质研究最近几十年发展得如火如荼，大量的论文发表在世界一流的学术刊物上。

这类材料的价带-导带的间隙较窄，很容易通过控制纳米粒子的尺寸调节其发光波长。

同时，由于它们发光的机理是激子发光（电子受紫外光激发从价带跃迁带导带，然后回落到价带的过程中发出可见荧光），所以量子效率很高，一般都在 30%以上，甚至有 80%的报道。

但是，这类材料的成本高昂，而且对环境有明显的毒害。

在一些发达国家，镉元素由于毒性太强已经在工业产品中被禁止使用。

此外，晒、碲、硫的化合物往往也是有毒的，这样一来基础研究和实际应用出现了矛盾，科学家急切需要找到类似的纳米粒子替代物来满足产业化的需求。

溶胶凝胶法制备ZnO-Fe2O3纳米复合材料及其光催化特性纳米ZnO是一种新型的光催化材料，具有无毒性、低成本、结构稳定、催化效率较高等显著优点。

但由于ZnO的禁带宽度为3.2ev，其吸收波长阙值大多在紫外区，同时其载流子复合率高，导致光能利用率低，光降解污染物效果并不显著。

本文以六水合硝酸锌（Zn（NO3）2∙6H2O）与九水合硝酸铁（Fe（NO3）3∙9H2O）为前驱体，无水乙醇（C2H5OH）作为溶剂，柠檬酸为稳定剂，采用溶胶凝胶法制备出ZnO-Fe2O3复合结构的泡沫状光催化剂，用X射线衍射、扫描隧道显微镜（SEM）对其结构进行分析表征。

以紫外灯为光源，罗丹明B为目标化合物对其光催化活性进行研究。

实验结果表明：实验所得ZnO-Fe2O3纳米复合材料为六方纤锌矿结构，其平均粒径约为70nm，当Fe（NO3）3∙9H2O与Zn（NO3）2∙6H2O的摩尔比为1:5时，所得产物光催化效率最高。

1.绪论1.1半导体光催化技术环境污染与能源匮乏是当今世界科学技术上亟待解决的两大难题，其中环境污染尤以水环境的化学污染为甚，各类重金属盐、亚硝酸盐、磷酸盐等无机污染和杀虫剂、抗生素等有机污染从各个方面对人们的生存状态产生威胁。

自1972年Fujishima和Honda发表有关水在TiO2电极上被光催化分解的论文后，半导体光催化技术从此日益受到重视，许多领域研究工作者都在积极寻找新型光电转化半导体材料，研究其光催化反应机理并设法提高光电转化的活性和效率。

目前，半导体光催化降解并消除污染物是一种代表性的节能高效、绿色环保的水污染治理技术，其优点主要有：1.以取之不尽用之不竭的太阳能作为主要消耗能源，降低成本；2.大量研究表明很多难降解的污染物都可以在光催化作用下去除，且没有二次污染；3.光催化剂大都可重复利用，无毒，制作成本低；4.可在常温常压下进行反应，操作简便；5.能使污染物除臭、去毒、脱色等。

同时，以半导体光催化技术为基础制作太阳能电池、光解水产氢、食品保鲜、材料自洁等各方面均有广阔的应用前景。

一种银纳米线-氮化镓纳米颗粒复合材料的制备方法本发明提供一种银纳米线-氮化镓纳米颗粒（AgNW-GaN）复合材料的制备方法。

该方法以氮化镓纳米颗粒为硬模板，通过化学还原法在其表面沉积银纳米线。

该方法简单易行，可实现大规模制备，所得制品具有优异的光电性能和稳定性。

具体制备方法包括以下步骤：1.制备氮化镓纳米颗粒将三乙基铝（TEA）和三苯基氮化铝（TBAN）混合溶解于无水正丙醇中，在恒温搅拌下反应30min得到氮化镓纳米颗粒。

2.将氮化镓纳米颗粒进行表面修饰将制备好的氮化镓纳米颗粒分散在纯水中，加入适量的草酸，混匀后加入金属离子溶液中，在搅拌2h后，将其离心收集、用纯水洗涤并干燥得到修饰后的氮化镓纳米颗粒。

3.在氮化镓纳米颗粒表面沉积银纳米线将修饰后的氮化镓纳米颗粒分散在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）/水体系中，加入适量的还原剂NaBH4和AgNO3溶液，反应1h后，用甲醇洗涤，再用纯水洗涤并干燥得到AgNW-GaN 复合材料。

本方法中，氮化镓纳米颗粒表面的草酸修饰可以增加其表面活性，使得其中的金属离子与银离子易于结合，有利于沉积银纳米线。

还原剂NaBH4在反应中扮演还原Ag+的重要角色，可使得Ag+还原为纳米级别的银颗粒，并在氮化镓纳米颗粒表面继续生长成线状结构。

所得到的AgNW-GaN复合材料通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱、拉曼光谱等表征手段进行了表征。

结果表明，复合材料中银纳米线均匀分布在氮化镓纳米颗粒表面，线宽约为15nm，长度可调。

此外，AgNW-GaN复合材料表现出良好的光电性能和稳定性，具有良好的光吸收性能和光电传导性能，可见光区吸收率高达95%以上。

该方法制备的AgNW-GaN复合材料可应用于太阳能电池、传感器、柔性电子器件等领域。

一种具有表面缺陷的cdzns纳米棒光催化材料及其制备方法和应用一种具有表面缺陷的CdZnS纳米棒光催化材料及其制备方法和应用。

一、引言。

小伙伴们！今天咱来聊聊一种超酷的材料——具有表面缺陷的CdZnS纳米棒光催化材料。

这种材料啊，在光催化领域那可是有着独特的魅力和巨大的应用潜力哟！它就像是一个小小的能量工厂，能在光照的作用下发挥神奇的功效。

下面咱就一起深入了解了解它吧。

二、CdZnS纳米棒光催化材料的特点。

咱先来说说这种材料为啥这么特别。

CdZnS纳米棒光催化材料呢，它的纳米棒结构就很有意思。

纳米级别的尺寸让它具有很大的比表面积，这就好比是给它提供了更多的“工作岗位”，能让更多的反应物和它充分接触。

而且啊，它表面的缺陷可不是啥缺点，反而是它的一大优势呢！这些缺陷就像是一些特殊的“通道”，能够促进光生载流子的分离和转移，让光催化反应更加高效地进行。

想象一下，就像是给这个能量工厂开通了多条快速通道，生产效率那不得蹭蹭往上涨嘛！三、制备方法。

那这么厉害的材料是怎么制备出来的呢？这里有几种常见的方法哦。

1. 水热法。

这可是一种很受欢迎的制备方法呢。

简单来说，就是把含有镉、锌、硫等元素的前驱体溶液放在一个密封的反应釜里，然后加热到一定的温度，让它们在水溶液中发生反应，慢慢就会长出CdZnS纳米棒啦。

在这个过程中，通过控制反应的温度、时间、前驱体的浓度等条件，还能调节纳米棒的尺寸和表面缺陷的程度呢。

就好像是给这个材料的生长过程制定了一套详细的“成长计划”，让它按照我们想要的样子发展。

2. 溶剂热法。

和水热法有点类似，不过这个方法是在有机溶剂中进行反应。

有机溶剂就像是一个特殊的“摇篮”，能为纳米棒的生长提供一个更加稳定和特殊的环境。

通过选择不同的有机溶剂和反应条件，也能制备出具有不同特性的CdZnS纳米棒哦。

比如说，有些有机溶剂可能会让纳米棒的表面缺陷更加均匀分布，就像是给它们排了个整齐的队伍，让它们更好地发挥作用。

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。

本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。

一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。

2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。

该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。

3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。

4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。

二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。

ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。

2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。

3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。

4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。

ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。