二氧化锡量子点的制备、表征及缺陷研究
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znse量子点随着科技的发展,znse量子点在光电子学领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍znse量子点的基本概念、制备方法、性质和应用,并探讨其在光电子学领域中的前景。
1. znse量子点的基本概念znse量子点是一种由锌硫化物和硒化物组成的纳米材料,具有极小的尺寸和特殊的电子结构。
它们在三维空间中被限制成一个二维或零维的结构,表现出与宏观材料截然不同的性质。
这种量子限制效应使得znse量子点在光电子学中具有独特的应用潜力。
2. znse量子点的制备方法目前制备znse量子点的方法有多种,其中包括热分解法、微乳液法、溶剂热法等。
热分解法是最常用的制备方法之一,通过在高温下将金属前体与硫化物或硒化物前体进行反应,可以得到具有较高荧光量子产率和尺寸分布的znse量子点。
3. znse量子点的性质znse量子点具有许多独特的物理和化学性质。
首先,它们的能带结构可以通过控制其尺寸来调节。
较小的znse量子点具有更高的能隙,因此能够发射更短波长的光。
其次,znse量子点还表现出优异的发光性能,可以发射出可见光范围内的各种颜色。
此外,znse量子点还具有较高的量子产率和较长的寿命,使其在光电子学中具有重要的应用价值。
4. znse量子点的应用由于其优异的性质,znse量子点在光电子学领域中有广泛的应用。
首先,它们可以用于LED背光源、显示器件和光电转换器件等光源的研发。
其次,znse量子点还可用作生物探针和药物载体,用于生物成像和治疗。
此外,由于其较高的荧光产率和较长的寿命,znse量子点还可用于传感器和太阳能电池等领域。
5. znse量子点的前景随着光电子学技术的不断发展,znse量子点在光电子学领域中的应用前景非常广阔。
研究人员正在不断改进制备方法,提高量子产率和寿命,并进一步探索其在光电子学中的应用。
相信在不久的将来,znse 量子点将在LED照明、生物医学和能源领域等方面发挥重要的作用,并为人们的生活带来更多的便利和创新。
二维材料氧化锡的拉曼特征峰位氧化锡是一种重要的二维材料,具有许多特殊性质和广泛的应用前景。
在研究二维材料氧化锡的过程中,拉曼光谱是一种常用的表征手段。
通过研究氧化锡的拉曼特征峰位,可以了解其晶体结构、振动模式和表面性质等信息,从而为材料的合成、改性和应用提供指导。
首先,让我们来了解一些关于氧化锡的基本信息。
氧化锡(SnO2)是由锡和氧原子组成的二元化合物。
它的结构可以分为两种形式:金红石结构和木犀石结构。
金红石结构是氧化锡的最常见的晶体形态,其晶格参数为a=4.738 Å、c=3.188 Å。
金红石结构是由Sn4+离子和O2-离子通过共享氧原子形成的。
木犀石结构是一种高压相,其晶格参数为a=3.618 Å、b=3.914 Å、c=5.511 Å。
在木犀石结构中,锡原子和氧原子都存在八面体的配位构型。
拉曼光谱是一种通过测量样品中散射的光子能量和强度来研究材料振动模式的技术。
在氧化锡的拉曼光谱中,通常可以观察到几个显著的特征峰位。
这些特征峰位的位置和强度与材料的晶体结构、结晶度和缺陷特性等息息相关。
在金红石结构的氧化锡中,最常见的特征峰位是Eg模式(147 cm-1)和A1g模式(637 cm-1)。
Eg模式是由于氧原子在结晶格点上的振动引起的,它属于铁电活性模式。
A1g模式表示晶体中Sn原子的红外活动模式。
除了这两个主要的特征峰位,金红石结构的氧化锡中还存在一些次要的特征峰位,如B2g模式(464 cm-1)和Eg(627 cm-1)模式。
这些特征峰位的位置和强度可以提供有关晶体结构和缺陷的信息。
木犀石结构的氧化锡的拉曼光谱也具有一些特征峰位。
最常见的特征峰位是A1g模式(634 cm-1)和B1g模式(470 cm-1)。
与金红石结构的氧化锡相比,木犀石结构中的特征峰位峰值位置稍微有些不同,但整体趋势相似。
此外,研究也发现,木犀石结构的氧化锡中还存在其他弱的特征峰位,如Eg模式(133 cm-1)和E1g模式(305 cm-1)。
水相制备CdSe/ZnS核壳结构量子点完成日期:指导教师签字:答辩小组成员签字:1水相制备CdSe/ZnS核壳结构量子点的研究摘要采用水相制备CdSe/ZnS核壳结构量子点,分析各合成工艺对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响,包括ZnS壳层的包覆温度和滴加方式、反应时间、Cd、Se、Zn、S的不同摩尔比等因素。
利用X射线衍射仪表征CdSe/ZnS核壳结构量子点的晶体类型,紫外吸收光谱和荧光光谱表征CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能。
结果表明:包覆ZnS壳层材料能够有效改善CdSe量子点表面缺陷,提高其荧光强度,CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能明显优于单纯的CdSe量子点,选择合适的物质摩尔比、包覆温度、反应时间、ZnS滴加方式能够获得荧光强度较高、发光稳定性较好的CdSe/ZnS核壳结构量子点,合成条件显著影响量子点的荧光性能。
关键词:量子点;CdSe/ZnS核壳结构;水相制备;荧光性能The water phase preparation CdSe/ZnS core-shellstructure quantum dotsAbstractThe CdSe/ZnS core-shell quantum dots were prepared in aqueous phase using the co-precipitation method , the influence of various factors on the fluorescence properties of the obtained CdSe/ZnS quantum dots was investigated ,including ZnS coated temperature and adding way ,the reaction time ,the initial mole ratio of Cd、Se、Zn、S .The structure of the samples were characterized by X-ray diffraction .The photoluminescence properties of the CdSe/ZnS core-shell quantum dots were characterized by ultraviolet-visible absorption spectra and photoluminescence spectra .The results showed that ZnS shell material can effectively improve the CdSe quantum dots surface defects ,improved the fluorescence intensity ,the CdSe/ZnS core-shell quantum dots have superior fluorescence properties in comparison to the CdSe plain core quantum dots ,choose the right mole ratio , temperature ,reaction time , adding means to be able to obtain CdSe/ZnS core-shell quantum dots with superior fluorescence properties and good stability .The technical conditions of preparation have a strong influence on the photoluminescence of the CdSe/ZnS core-shell quantum dots.Keywords : quantum dots ; CdSe/ZnS core-shell ; synthesis of aqueous phase ; fluorescence.目录1前言 (5)1.1 纳米材料概念及基本特征 (5)1.2量子点概述 (6)1.2.1量子点的概念 (6)1.2.2量子点发光原理 (7)1.2.3量子点发光性质 (8)1.3量子点的制备方法 (10)1.3.1有机制备 (10)1.3.2水相制备法 (11)1.4量子点表面修饰 (11)1.4.1量子点表面的无机物修饰——核壳结构 (11)1.4.2量子点表面的有机物修饰 (12)1.5量子点的应用 (12)1.5.1生物医学成像 (12)1.5.2定量分析 (13)1.5.3生物芯片 (13)2水相制备CdSe/ZnS核壳结构量子点 (13)2.1引言 (13)2.2实验部分 (14)2.2.1实验试剂和仪器 (14)2.2.2 CdSe/ZnS核壳结构量子点的合成 (14)2.2.3量子点的性能表征 (16)2.3结果分析讨论 (16)2.3.1 XRD分析 (16)2.3.2不同温度下包覆ZnS壳层材料对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响 (18)2.3.3反应时间对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响 (19)2.3.4 Zn和S的不同滴加方式对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响 (20)2.3.5 不同物质比例对CdSe/ZnS核壳结构量子点的影响 (22)2.3.6荧光稳定性 (27)2.4结论 (29)参考文献 (29)致谢 (31)1前言1.1 纳米材料概念及基本特征20世纪90年代以来,纳米材料学已成为化学、物理、生物等众多学科中的研究热点之一,受到众多科学研究工作者的广泛关注。
微米级SiO2空心微球的合成与表征1. 引言微米级SiO2空心微球是一种具有广泛应用潜力的材料,它在药物传输、催化剂载体、光学材料等领域具有重要作用。
本文将介绍微米级SiO2空心微球的合成方法和表征技术。
2. 合成方法2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的合成微米级SiO2空心微球的方法。
其基本步骤包括:制备溶胶、形成凝胶、干燥和煅烧。
2.1.1 制备溶胶溶胶通常由硅源(如硅酸乙酯)、溶剂(如乙醇)和催化剂(如氨水)组成。
将硅源和溶剂混合,并加入催化剂,搅拌均匀形成均相溶液。
2.1.2 形成凝胶将制备好的溶胶倒入模具中,在适当温度下静置,使其发生凝胶化反应。
凝胶化反应的时间可以通过控制温度和催化剂浓度来调节。
2.1.3 干燥和煅烧将凝胶样品进行干燥,可以采用自然干燥或者加热干燥的方法。
干燥后的样品进行煅烧处理,以去除有机物和形成SiO2的晶体结构。
2.2 模板法模板法是另一种常用的合成微米级SiO2空心微球的方法。
其基本步骤包括:制备模板、包覆模板、去除模板和表面修饰。
2.2.1 制备模板选择合适的模板材料,如聚苯乙烯微球。
制备出具有一定粒径分布的聚苯乙烯微球。
2.2.2 包覆模板将制备好的聚苯乙烯微球与硅源溶液混合,使硅源溶液沉积在聚苯乙烯微球表面形成包覆层。
2.2.3 去除模板使用适当的方法(如溶解或高温灼烧)去除聚苯乙烯微球,得到SiO2空心微球。
2.2.4 表面修饰对得到的SiO2空心微球进行表面修饰,可以通过改变包覆层的组成或在表面引入功能化基团。
3. 表征技术3.1 扫描电子显微镜(SEM)SEM是一种常用的表征微米级SiO2空心微球形貌和结构的技术。
通过SEM可以观察到样品的表面形貌,并获得高分辨率的图像。
3.2 透射电子显微镜(TEM)TEM是一种高分辨率的表征微米级SiO2空心微球结构和组成的技术。
通过TEM可以观察到样品内部结构和壁厚,并获得原子级别的分辨率。
3.3 X射线衍射(XRD)XRD可以用于表征微米级SiO2空心微球晶体结构和晶体相。
二氧化锡半导体纳米粉体的制备及气敏性能研究报告学院:资源加工与生物工程学院班级:无机0801姓名:***学号:**********组员:张明陈铭鹰项成有半导体纳米粉体的制备及气敏性能研究前言SnO2 粉体作为一种功能基本材料,在气敏、湿敏、光学技术等方面有着广泛的应用。
目前是应用在气敏元件最多的基本原材料之一。
纳米级SnO2 对H2 、C2H2 等气体有着较高的灵敏度、选择性和稳定性,具有更广阔的应用市场前景。
研究纳米SnO2 粉体的制备方法很多,例如:真空蒸发凝聚法、低温等离子法、水解法、醇盐水解法、化学共沉淀法、溶胶—凝胶法,近期还出现了微乳液法,水热合成法等。
每种制粉方法各有特点,但是在目前技术装备水平和纳米粉体应用市场还未真正形成的条件下,上述纳米粉体制备方法由于技术成熟度或制备成本等方面的原因,大多都还未形成具有实际意义上的生产规模,主要还处于提供研究样品阶段。
以廉价的无机盐SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出粒度均匀的超细SnO2粉体,该工艺具有设备简单,过程易控,成本低,收率高等优点。
实验考察制备工艺过程中原料浓度、反应温度、反应终点pH值、干燥脱水方式、培烧温度等因素对纳米SnO2粉体粒径的影响。
实验过程以TG-DTA热分析、红外光谱等测试手段,分析前驱体氢氧化物受热行为,前驱体表面基团及过程防团聚机理等。
利用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面测试仪分别对纳米粒子的形貌与粒径分布、晶相组成、比表面积进行了表征与测定。
在实验中制备得到得SnO2 胶体,在干燥、煅烧的过程中很容易形成团聚。
因为粉体颗粒细小, 表面能巨大, 往往会粘结在一起。
水热法是近年来出现的制备超细粉体的新方法,其利用密封压力容器, 以水为溶剂, 温度从低温到高温(100 ℃~400 ℃) , 压力在10~200 MPa 。
该方法为前驱物反应提供了一个在常压下无法实现的特使物理化学条件。
量子点zno
量子点是指体积非常小的半导体结构,通常由几个或几百个原子组成。
ZnO(Zinc Oxide)是一种重要的半导体材料,具有广泛的应用领域,包括光电器件、传感器、太阳能电池等。
量子点ZnO是指由ZnO材料构造的量子点结构。
量子点ZnO的独特性质使其在光电子学中具有重要的应用前景,例如可以通过改变量子点尺寸来轻松调节其光电特性,并且其量子限域效应可以显著地改善材料的光电转化效率。
量子点ZnO的制备方法可以包括溶剂热法、择优化学法、水热法等多种方法。
量子点ZnO的研究在新型光电器件和能源器件领域具有重要的应用潜力。
二氧化锡溶胶的制备近年来,随着纳米材料的应用越来越广泛,二氧化锡溶胶也逐渐成为了研究的热点之一。
二氧化锡溶胶具有极高的比表面积和优异的光学、电学、磁学等性质,因此在催化、传感、储能等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍二氧化锡溶胶的制备方法及其相关研究进展。
一、制备方法1. 水热法水热法是制备二氧化锡溶胶的常用方法之一。
其具体步骤为:将适量的锡盐和氢氧化钠加入到蒸馏水中,搅拌均匀后,将混合溶液转移到高压釜中,在一定的温度和压力下进行水热处理。
处理完成后,将产物经过洗涤、离心等处理,即可得到纳米级的二氧化锡溶胶。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶胶转化为凝胶的方法。
具体步骤为:将适量的锡盐加入到有机溶剂中,然后加入一定量的表面活性剂,经过搅拌均匀后,加入一定量的水,使得锡盐形成溶胶。
然后将溶胶在恒温、恒湿的条件下凝胶化,再通过烘干等处理,即可获得纳米级的二氧化锡溶胶。
3. 气相法气相法是一种将气态前驱体转化为固态产物的方法。
具体步骤为:将适量的锡有机化合物蒸发到高温反应管中,在一定的温度和气压下,锡有机化合物分解并沉积在反应管内壁上,形成纳米级的二氧化锡溶胶。
常用的气相前驱体有SnCl4、SnCl2等。
二、相关研究进展1. 光催化应用二氧化锡溶胶具有优异的光催化性能,可用于光催化分解有机污染物、光催化产氢等方面。
研究表明,制备方法对二氧化锡溶胶的光催化性能有着重要影响。
例如,采用水热法制备的二氧化锡溶胶具有较高的光催化活性和稳定性。
2. 传感应用二氧化锡溶胶具有极高的比表面积和优异的电学性能,可用于制备高灵敏度的气敏传感器、光学传感器等。
研究表明,溶胶-凝胶法制备的二氧化锡溶胶具有优异的气敏性能和选择性。
3. 储能应用二氧化锡溶胶具有优异的电化学性能,可用于制备高性能的锂离子电池、超级电容器等。
研究表明,气相法制备的二氧化锡溶胶具有较高的电化学性能和循环稳定性。
三、结论二氧化锡溶胶具有广泛的应用前景,在催化、传感、储能等领域都有着重要的作用。
ZnS 量子点的制备及光催化性能研究魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【摘要】采用水热法制备了ZnS量子点纳米材料,利用X射线衍射仪( XRD)和透射电子显微镜( TEM)对所制备的样品进行了结构和形貌表征.同时以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星( CIP)为降解对象,研究了ZnS量子点的光催化性能.经研究表明,成功制备了ZnS量子点材料,且ZnS量子点材料在紫外光照射下能够明显的降解环境中存在的抗生素环丙沙星( CIP)污染物,降解效率达到80%,表现出良好的光催化性能,但其在可见光下照射下的光催化性能明显降低,降解效率仅有45.75%.%In this paper , ZnO quantum dot nanomaterials were prepared by hydrothermal method and the structure and morphology of the prepared samples were characterized by XRD and transmission electron microscopy ( TEM ) .At the meantime , it is studied photocatalytic properties of ZnS quantum dots using antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP) in the environment as the object of degradation .The study showed that ZnS quantum dot successfully prepared revealed good photocatalytic properties under UV irradiation ,it can effectively degraded the antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP ) in the environment , but its catalytic activity under visible light was not high and its removal efficiency was only 45.75%.【期刊名称】《吉林师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】4页(P30-33)【关键词】ZnS量子点;水热法;光催化性能;抗生素【作者】魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【作者单位】吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】O643.3随着经济的快速发展,人类资源污染日趋加剧,对污染物的降解处理现已经是迫在眉睫了,是人类现今亟待解决的问题之一[1-2].抗生素污染物是一类难降解和含生物毒性物质多的有机污染物,环境的恶化严重威胁着人们的健康[3-4].纳米ZnS是一种优异的光催化半导体材料[5-7],因为纳米ZnS在一定条件下受激发能够产生大量的光子-空穴对,同时当ZnS粒子的粒径相当于其激子的玻尔半径时,材料将呈现出明显的量子尺寸效应,这一效应能够使其能级改变、能隙变宽,从而大大增强其氧化还原能力.因此,ZnS的制备及性能研究引起了广大科研工作者们的关注[8-13].本文采用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料,并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象,深入研究了ZnS量子点的光催化性能.利用水热法制备纤锌矿结构的ZnS纳米颗粒,按物质量比1∶2准确称量适量的醋酸锌和硫脲.然后,按照1∶1比例将水和乙二胺充分混合制成混合溶液,再将醋酸锌溶于此混合溶液中.将溶有醋酸锌的混合溶液在常温下搅拌1 h,使其充分溶合.再将硫脲加入到上述混合溶液中,将其用磁力搅拌器搅拌2 h.搅拌后,将所得的溶液放入反应釜中190 ℃条件下进行烧结12 h.取出反应釜中的产物,反复2次用去离子水对其进行超声清洗和离心干燥;最后,将清洗后的样品放置在真空干燥箱中在70 ℃下干燥至恒重,即得到粉末物质.晶体结构通过D/max-2500型X射线粉末衍射仪(XRD)和日本电子JEM-2100HR 型高分辨透射电子显微镜进行表征.材料性能利用Thermo Nicolet 360型红外光谱仪和日本岛津UV2450型紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)进行表征.图1(A)为水热法合成的ZnS样品的XRD谱图,从图中可知,在2θ角为28°,48°,56°处出现3个较强的衍射峰,这与ZnS的JCP-DS标准卡片(JCPDS No.36-1450)的(111),(220),(311)特征衍射峰的峰位置一一对应,并无其他杂峰出现,表明所制备的样品为纯度较高的纤锌矿结构ZnS纳米材料.由图1(B)样品的TEM图可知,样品的颗粒平均大小为5~6 nm,样品结晶良好,样品的晶格面间距为0.31 nm,说明所制备的样品为纤锌矿结构的ZnS量子点.图2为利用水热法制备纤锌矿结构ZnS量子点的UV-Vis光谱图.由图可知,ZnS 样品在300 nm区域有一个较强的紫外吸收,通过计算可知ZnS量子点的带隙宽度为3.82 eV[14].从图中可以看出,紫外吸收光谱具有明显的蓝移现象,这是因为本实验所制备的ZnS材料的颗粒大小接近于ZnS的玻尔半径(2.4 nm)[15]产生了量子尺寸效应所致.图3为水热法制备纤锌矿结构ZnS纳米颗粒的红外光谱图.由图中可知,3 500 cm-1和1 260 cm-1处出现了较强的振动峰,此吸收峰为ZnS样品中吸附水的—OH基团O—H键的振动峰,这说明ZnS量子点表面的Zn2+与—OH发生了较强的键合作用.1 610 cm-1处的吸收峰为醋酸锌中非对称和伸缩振动的特征吸收峰;1 400 cm-1处的吸收峰对应于醋酸锌中对称C—O伸缩振动的特征吸收峰;617 cm-1处的吸收峰应为ZnS的特征吸收峰.为了研究ZnS量子点材料光催化降解抗生素类污染物的性能,本实验接下来以环丙沙星(CIP)为降解对象,分别在只有紫外光作用、无ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线a)、无紫外光作用只有ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线b)和ZnS光催化剂在紫外光作用下(如图4中曲线c)对ZnS量子点材料的光催化性能进行了研究(如图4).由图中数据可知,数据a表明紫外光照射对CIP溶液没有降解作用,在照射40 min后吸光度值有所增加,这因为CIP自身发生了聚合作用所导致,因此CIP在紫外光照射下比较稳定,不容易被降解.从数据b可以看出CIP没有明显得到降解,并且变化较缓慢,降解率只有22.4%,这是由ZnS光催化剂自身对CIP溶液物理的吸附作用引起的.从数据c可以看出ZnS光催对CIP溶液具有明显的降解作用,40 min时其降解率就达到了62.7%,当照射时间为60 min时其降解率可达到80.3%.所以,本实验所制备的ZnS量子点材料在紫外光激发下对CIP具有良好的光催化降解能力.本实验也考察了可见光下ZnS量子点材料光催化降解染物环丙沙星(CIP)的性能.由图5可知,光照60 min后,ZnS光催化剂在可见光照射下对CIP的降解率为45.75%,可见此种条件下ZnS的催化活性较紫外光条件下大大降低了,如果再去除ZnS自身的物理吸附作用和可见光中少量的紫外光激发ZnS产生的光催化活性对CIP的降解,直接证明可见光下ZnS的催化活性较低.从图6中可以看出,插图a为未被紫外光光照过的CIP原溶液,从谱图中可看出只有在3.0 min处出现了一个单峰并且峰值很大,峰面积为550.2.将其溶液进行不同时间的光照,然后进行色谱分析,结果表明,随着光照时间的增加,3.0 min 处吸收峰的峰值明显减弱,峰面积大大减小,到紫外光光照60 min后,峰面积降低到36.4.在1.5 min和6.5 min处出现了新的峰,其峰值随着光照时间的增加出现不规则变化.因此,由CIP色谱峰的峰面积的变化可知,光照60 min后,ZnS光催化剂对CIP的降解率可以达到85%以上.这表明紫外光照射作用下光催化剂ZnS可以光催化降解CIP,达到去除环境中CIP污染物的目的.利用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料,并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象,研究了ZnS量子点的光催化性能.经研究表明,ZnS量子点材料在紫外光照射下具有良好的光催化性能,紫外光照射60 min时其降解率可达到80%,能够有效的降解环境中存在的抗生素环丙沙星(CIP)污染物.【相关文献】[1]ANGELAKIS A N,MAREKOS M H F,Bontoux L,et al.The status of wastewater reuse practice in the mediterrean basin-need for guidelines[J].Water Res,1999,33(10):2201-2217.[2]GALINDO C,JACQUES P,KALT A.Photooxidation of the phenylazonaphthol AO20 onTiO2:kinetic and 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diethylenetriamine-assisted solvothermal approach source[J].Small,2005,1(3):320-325.。
氧化锌量子点一、什么是氧化锌量子点1.1 氧化锌的基本介绍氧化锌(ZnO)是一种重要的半导体材料,具有宽禁带宽度、高电子迁移率和较高的发光效率等特点,广泛应用于光电器件和光催化等领域。
1.2 量子点的概念量子点是一种纳米级别的固体材料,其尺寸在1-10纳米之间。
由于其尺寸效应和限域效应的存在,量子点具有独特的光学、电子学和磁学性质。
1.3 氧化锌量子点的定义氧化锌量子点是一种由纳米级氧化锌结晶体聚集而成的固体材料,其尺寸在量子尺度范围内,表现出与大尺寸氧化锌不同的性质和行为。
二、氧化锌量子点的制备方法2.1 溶液法制备在溶液中加入适量的氧化锌前体物,并通过控制反应条件(如温度、浓度等),使其逐渐形成氧化锌量子点。
2.2 气相法制备利用化学气相沉积、物理气相沉积等气相反应技术,将氧化锌前体物质气态输送至基底上,通过热解反应生成氧化锌量子点。
2.3 其他制备方法还包括溶胶-凝胶法、电化学法、磁控溅射法等多种制备氧化锌量子点的方法。
三、氧化锌量子点的性质和应用3.1 光学性质氧化锌量子点具有可调控的光学性质,其能带结构和带边界的变化使其在光学器件、荧光探针等领域具有广泛的应用前景。
3.2 电子学性质由于量子效应的存在,氧化锌量子点具有优异的电子迁移率和载流子限域效应,可用于高性能场效应晶体管和太阳能电池等器件的制备。
3.3 磁学性质通过掺杂和调控氧化锌量子点的组成和结构,可以实现其磁性的调控,有望应用于磁性材料和信息存储器件等领域。
3.4 光催化性能氧化锌量子点的能带结构和表面缺陷使其在光催化反应中具有出色的催化性能,可以用于水处理、空气净化和光催化合成等环境治理和能源转化领域。
四、氧化锌量子点的挑战与展望4.1 氧化锌量子点的稳定性氧化锌量子点在制备和应用过程中面临着较低的稳定性问题,如溶解、聚集和表面缺陷等,需要进一步研究和解决。
4.2 氧化锌量子点的可控性制备方法和条件对氧化锌量子点的尺寸和形貌具有重要影响,需要进一步优化和控制制备过程,以实现对氧化锌量子点的精确调控。
二氧化钛量子点摘要:1.引言2.二氧化钛量子点的性质3.二氧化钛量子点的光学应用4.二氧化钛量子点的环境应用5.二氧化钛量子点的潜在挑战与展望正文:二氧化钛(TiO2)量子点是一种具有独特光学和环境应用前景的纳米材料。
近年来,随着量子点研究的不断深入,二氧化钛量子点在各种领域的应用也得到了广泛关注。
本文将介绍二氧化钛量子点的性质、光学应用以及环境应用,并探讨其潜在挑战与展望。
1.引言二氧化钛量子点是一种半导体纳米颗粒,其直径在1-10纳米之间。
由于具有粒径大小、表面等离子共振等特性,二氧化钛量子点在光催化、光电子器件、生物成像等领域具有广泛的应用前景。
2.二氧化钛量子点的性质二氧化钛量子点的性质主要取决于其粒径大小、形貌、表面修饰等因素。
通常,二氧化钛量子点具有以下几种性质:(1)光致发光性质:二氧化钛量子点在紫外或蓝光激发下,能发出可见光。
(2)光催化性质:二氧化钛量子点具有优异的光催化性能,可应用于光解水、光降解有机污染物等领域。
(3)高比表面积:二氧化钛量子点具有较大的比表面积,有利于提高其反应速率和性能。
3.二氧化钛量子点的光学应用二氧化钛量子点在光学领域具有广泛应用,主要包括:(1)荧光材料:二氧化钛量子点可作为荧光材料,应用于生物成像、化学传感等领域。
(2)光电子器件:二氧化钛量子点具有优异的光电性能,可应用于太阳能电池、发光二极管等领域。
(3)光催化材料:二氧化钛量子点作为光催化材料,可用于光解水制氢、光降解有机污染物等环境治理领域。
4.二氧化钛量子点的环境应用二氧化钛量子点在环境保护领域也具有广泛应用,主要包括:(1)水污染治理:二氧化钛量子点可应用于河流、湖泊等水体的有机污染物降解,提高水质。
(2)空气污染治理:二氧化钛量子点可作为催化剂,促进室内空气中有机污染物和甲醛等有害气体的分解。
(3)土壤污染治理:二氧化钛量子点具有优异的抗老化性能,可用于土壤中有机污染物的降解和修复。
二氧化锡气敏元件制备及气敏机理研究中国科学院长春应用化学研究所130022王岚何敬文刘雅言王秀艳丁金英殷文春曾雄辉摘要:介绍了以Sn02为主,填加A1203,MgO,haO,Pd等填料的常温CO气敏元件的制备方法.根据其晶体结构特点对气敏机理进行了探讨.论述了传感器的信息传感机制,即晶界势垒控制和晶粒大小控制机制同时存在.为获得性能良好的气敏元件,需要最佳的制各方法和最好的填料.关键词:二氧化锡气敏特性晶体结构吸附机理/^引言sno'是氧化物半导体敏感材料中应用最多,最广泛的一种,可用于光敏、气敏1和压敏传感器.因此倍受重视.本研究工作采用SnO:为主材料,填加A120:,Mgo,InO,Pd等,制成气敏元件,利用其电阻值的变化,实现对CO气体的检测.SnO:晶体是金红石结构,具有正方晶系对称,其晶胞为体心正交平行六面体,体心和顶角由锡离子占据.由于结构特点和化学配比决定了其性能特点.本工作采用掺入适量的Pd与Pt元素,获得在不需要高温清洗的情况下,达到在常温下检测低浓度CO气体的目地.并且此元件具有较好的选择性和稳定性.已获得在煤气报警上的应用效果.制各工艺常温CO气敏元件是将SnO,和添加剂充分混合研磨后,用去离子水调成糊状,涂敷在预先烧制的Pt丝线圈上,制成微珠式元件.将元件在空气中于750℃烧结2h,再将元件焊接在气敏座上,电老化48h,测试气敏特性.元件的测试是采用元件与取样电阻R(50-d00)串联后,施以6.OV直流电压.通过电阻两端的电压测量便反应出元件电导值的变化.颡9试采用电脑测试.实验结果与讨论通过测试获得元件的气敏性能,在50---1000ppm的CO气氛中其电导值均呈现为等幅振荡波形,不同于加热型元件.在低浓度范围内其电导振荡幅度与CO浓度间为线性关系,以及对图I.在不同CO浓度中气敏元件的灵敏度曲线F.g.1SensitivityCurveofSn02sensorindifferentconcentrationofCOatmosphere105圈2.sn02气敏元件的选择性Fig.2SeiectjvityofSnO,¥crksor由于选作气体传感器材料的SaO:是多晶结构,制备的元件在空气中,气敏元件电阻增加;在有还原性气体CO时,气敏元件的电阻降低而电导会明显增大:说明在Snq表面及晶粒处发生反应,即元件在空气中氧气靠电子亲和力俘获来自半导体材料中的电子,吸附在SnO,表面,相应的在晶粒中出现电子耗尽现象,晶粒表面由于失去电子而带正电荷,氧吸附电子得到O:+ne—O,.n使N型半导体材料表面空间电荷层区域的传导电子减少,使表面电导降低,从而使器件处于高阻状态;而一旦器件接触还原性气体,SnO,表面产生反应将释放出电子回到晶体中,O“|d+C0一C02+ne,表面电导增加,电阻减少,使电子更易流动:如此原来的吸附气体与半导体材料之间的电子周期性交换,就完成了传感器的信息传递2.有人从量子化学计算结果3认为元件的吸附方式CO沿晶胞C’2轴吸附,并且CO与Pd—Sn0,的轨道作用为非键的,即C0-Snoz的吸附为物理吸附,其吸附作用前后掺杂元素的挣电荷及轨道电荷分布看出Pd为富电子,其作用主要是通过5S和5P轨道为气敏的电子输运过程提供或接收载流子,即提供了电子的输运通道,。
二维材料氧化锡的拉曼特征峰位氧化锡(SnO2)是一种重要的二维材料,它由锡和氧两种元素组成,具有许多独特的物理性质和应用潜力。
在研究和应用过程中,了解氧化锡的拉曼特征峰位非常重要,因为拉曼光谱是一种非常强大的分析工具,可以提供分子结构、晶格振动和电子激发等信息。
本文将对氧化锡的拉曼特征峰位进行详细介绍。
首先,值得注意的是,氧化锡是一种常见的半导体材料,它具有独特的晶体结构和电子能带构型。
氧化锡一般采用金红石型结构,即Sn4+离子在八面体的氧气中心周围排列。
这种排列方式导致了一种类似于光子晶体的周期性结构,从而使得氧化锡具有许多特殊的光学和电学性质。
在拉曼光谱中,氧化锡通常表现出几个明显的特征峰位,其中最重要的是A1g模式、Eg模式和B2g模式。
这些模式对应于氧化锡晶格的不同振动方式,反映了氧化锡的晶体结构和化学成分。
第一个特征峰位是A1g模式,它通常位于480-520 cm-1的频率范围。
A1g模式对应于晶格的平移振动,即锡离子相对于氧离子的平移。
这个振动模式是氧化锡特有的,与其他材料相比具有较高的频率和较强的强度。
研究表明,A1g模式的特征峰位随着氧化锡的晶格结构改变而发生变化,因此可以用来研究氧化锡的晶体缺陷和表面形貌。
第二个特征峰位是Eg模式,它通常位于605-640 cm-1的频率范围。
Eg模式对应于晶格的伸缩振动,即锡和氧之间键长的变化。
这个振动模式也是氧化锡特有的,与晶体结构和化学成分密切相关。
研究发现,Eg模式的特征峰位对于氧化锡晶体的应变和压力有很高的敏感性,因此可以用来研究氧化锡的应力和形变。
第三个特征峰位是B2g模式,它通常位于630-670 cm-1的频率范围。
B2g模式对应于晶格的扭转振动,即锡和氧之间键角的变化。
这个振动模式也是氧化锡特有的,与晶体结构和化学成分密切相关。
研究发现,B2g模式的特征峰位对于氧化锡晶体的晶格畸变和局部对称性有很高的敏感性,因此可以用来研究氧化锡的晶格结构和相变行为。
二氧化锡溶胶的制备二氧化锡溶胶是一种具有高度分散性、高比表面积和可控颗粒大小的纳米材料。
它在催化、光催化、气敏、热敏、光伏、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍二氧化锡溶胶的制备方法、影响制备过程的因素以及二氧化锡溶胶的应用前景。
二氧化锡溶胶的制备方法制备二氧化锡溶胶的方法主要包括化学还原法、溶剂热法、水热法、微波辅助法等。
其中,化学还原法是最常用的制备方法之一。
化学还原法:通过将柠檬酸钠、碳酸钠等还原剂加入含有氯化锡酸的水溶液中,调节反应温度、pH值等条件,使氯化锡酸被还原成二氧化锡,最终形成二氧化锡溶胶。
溶剂热法:将二氧化锡和乙二醇等有机溶剂混合,加热至一定温度下,控制反应时间和溶剂比例,使二氧化锡逐渐形成溶胶。
水热法:将金属锡和氢氧化钠等反应物加入水中,在高温高压的条件下,等待反应进行。
最终,逐渐形成二氧化锡溶胶。
以上三种方法均能够制备高质量的二氧化锡溶胶。
不同制备方法具有不同的优缺点,需要根据实际需求进行选择。
影响二氧化锡溶胶制备的因素影响二氧化锡溶胶制备的因素主要包括反应温度、pH 值、还原剂种类和添加量、反应时间等。
反应温度:反应温度是影响二氧化锡溶胶形成的重要因素。
在化学还原法中,通常将反应温度设定在70-90℃。
在溶剂热法中,反应温度一般在150-200℃。
充分考虑到反应中原料的特性,然后根据求得的反应热特性进行合理设定。
pH值:其中对于溶液的酸碱度是需要进行控制的,pH 值过高或过低都会影响二氧化锡溶胶的制备。
在制备过程中,要根据反应体系的需求进行调整。
还原剂种类和添加量:化学反应中,还原剂的种类和添加量都会对制备二氧化锡溶胶的质量产生一定影响。
锡离子的还原剂有很多,其中还原效果较好的还原剂如柠檬酸钠和碳酸钠。
在制备过程中,需要根据反应物质性质的特点而相应调整还原剂的配方。
反应时间:在制备二氧化锡溶胶时,反应时间对制备的质量也会产生影响。
具体反应时间需要根据实验室条件等进行合理的调整,通常情况下反应时间为2-4小时。
cde型(e=s,se,te)量子点,一维cdte纳米晶和不同形状的se纳米晶的合成与表征1. 引言1.1 概述量子点是一种具有特殊光电性质的纳米结构材料,因其在能级结构和光学性质上的优势而引起了广泛关注。
近年来,CDE型(e=s,se,te)量子点、一维CdTe纳米晶和不同形状的Se纳米晶作为新型量子点材料,其合成与表征研究已成为纳米科技领域的热点之一。
本文针对这些材料进行了深入的探讨和总结。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先,在引言部分介绍了文章的背景和重要性。
然后,分别对CDE型量子点、一维CdTe纳米晶以及不同形状的Se纳米晶进行了合成与表征方面的详细论述。
最后,在结论部分对以上材料进行总结,并展望了未来可能的研究方向。
1.3 目的本文旨在系统地介绍CDE型(e=s,se,te)量子点、一维CdTe纳米晶和不同形状的Se纳米晶在合成方法及工艺条件、表征手段和技术等方面的最新研究成果。
通过对这些材料的深入了解,可以为相关领域的科学家和工程师提供定量点、纳米晶等新型材料的研究方法和实验技术参考,为材料设计与应用提供有力支持。
同时,通过总结已有研究成果,可以为未来的研究方向指明道路,促进该领域的持续发展与创新。
以上是文章“1. 引言”部分的内容。
2. CDE型量子点的合成与表征2.1 CDE型量子点简介CDE型量子点是一种由碲和镉等元素组成的半导体纳米晶,在纳米尺度下表现出了许多特殊的物理和化学性质。
它们以其优异的光电性能在光电器件和生物探测等领域展示了广泛的应用潜力。
2.2 合成方法及工艺条件CDE型量子点的合成可以通过多种方法实现,其中最常用的方法包括溶液法合成、气相沉积法合成和固相热退火法合成等。
溶液法合成通常使用有机试剂作为前驱体,通过控制反应温度、反应时间和反应条件等参数来控制纳米晶的大小、形貌和结构。
气相沉积法合成适用于大规模生产,可以在高温下通过蒸发源材料进行化学反应生成纳米晶。