硒化物纳米管的合成及性质

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纳米材料具有特殊的光学性质、热学性质、磁学性质、力学性质、超导电性和声学性能等,是当前研究的热点之一。硒化物是重要的半导体材料,具有优良的光电性能和抗磁性质,可用于太阳能电池、整流器、选择性电极、传感器等广泛领域。不仅如此,硒化物与生物分子结合可获得具有追踪功能的纳米生物材料,在生命科学中具有重要意义。因此,硒化物纳米材料引起了人们的极大兴趣。本论文以三方晶相硒(t-Se)纳米管为模板,分别与不同的金属无机盐,利用低温液相反应技术制备了多种一维硒化物,得到了多种形貌和晶相的产物。采用电子透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(LR)、紫外—可见光光谱仪(UV)等对产物进行了表征。论文主要内容如下:1.硒化铜纳米管的合成与表征根据本课题组研究的方法制备t-Se纳米管,以t-Se纳米管为模板制备硒化铜纳米管:在氨水和水合肼的溶液中加入少量的无水亚硫酸钠,搅拌一段时间后向反应物溶液中逐滴滴入硫酸铜溶液,待溶液变成淡黄色时加入分散好的t-Se纳米管,将反应产物焙烧后即可得硒化铜纳米管。研究了反应物中铜硒原子数比、反应时间、pH值等因素对产物的影响,讨论了硒化铜纳米管的形成机理。利用XRD、SEM、XPS、LR等方法对各种条件所得产物进行了表征。2.硒化银纳米管的合成和电化学性质研究本文设计了简便、快速的制备大量硒化银纳米管的方法。在硝酸银溶液中加入分散好的t-Se纳米管,反应物在60℃水浴锅中水浴,副产物用90℃热水除去可得最终产物。结果表明,在这种条件下所得产物为单晶结构Ag2Se纳米管,形貌均匀。通过一系列实验,研究了硝酸银浓度、温度、时间等条件对t-Se纳米管转化成Ag2Se纳米管的影响。采用XRD、SEM、XPS、LR、UV、差热扫描分析(DSC)和热重分析(TG)等对所得产物进行了表怔,探讨了硒化银纳米管形成机理。利用电位扫描伏安法测定了所得硒化银纳米管的电化学性质,对所观察到的现象给予了较深入的讨论,得到了一些具有实用价值的结果。3.硒化银铜纳米管的合成和电化学性质研究实验中,首先以t-Se纳米管为模板合成前驱体Ag2Se/Se,然后在室温条件下使Ag2Se/Se与新生成的纳米铜反应制备硒化银铜纳米管。通过一系列实验,研究了Ag2Se/Se前驱体中Ag2Se与Se含量不同对产物类型的影响。采用XRD、SEM等对所得产物进行了表征,讨论了硒化银铜的形成机理,并对该三元化合物的电化学性质进行了初步探讨。
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