超音速气流固相反应法制备超细CdS

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CdS纳米粒子的制备方法_张海明

米粒子的大小 , 通过聚合物分子的裁剪来控制纳米粒子的分散性。因此这种方法是目前最有前途的一种方法 , 正受到人们的高度重视。吉林大学沈家骢院士的课题组在这方面做了卓有成效的工作[ 26 , 27] 。他们将交联的苯乙烯聚合物用浓硫酸磺化 , 然后用离子交换的办法吸附金属离子(Cd2 +Zn2+等), 再经 H2S 气流处理生成硫化物系纳米聚合物复合材料 , 平均粒径只有几个纳米[ 28] 。研究表明聚合物网络有效地阻止了半导体纳米的生长。
而引起了人们的极大关注。目前 , 人们利用各种方声处理 , 则会形成相当均一、小个的单层泡囊(SU-
法 , 已成功制备出 CdS 、CdSe 、Fe2O3 、SiO 2 、CdSe 、 V s)。它的直径大概是 300 ～ 600 。如图 1 所示 , 表
CdTe 等纳米微粒 , 其中由于 CdS 纳米微粒在光、面活性剂泡囊可以认为是个圆形口袋 , 具有几百
参考文献
1 Colvin V L, S chlamp M C , Alivisat os A P .N atu re , 1994 , 370 : 354
DO DAC 泡囊表面有静电排斥的 Cd2+离子制备的。分散性更好 , 保存期更长。
图 1 表面活性剂泡囊的形成
表面活性剂泡囊为半导体颗粒提供了一个非常灵活的支撑基体。半导体颗粒可以位于单室双层泡囊的外表面、内表面、或 2 个表面上 , 如图 2 所示。各种排布都有其优缺点。在泡囊外表面的半导体颗粒容易接触试剂而更快地进行光敏化电子转移 , 在泡囊内部的CdS颗粒则比其他方式制得的更小 , 单
并且 CdS 纳米粒子仍能与脂肪酸保持良好的层状结构。其做法如图 3 所示[ 11] 。

油酸钠为稳定剂合成CdS(CdSe)纳米粒子及表征

油酸钠为稳定剂合成CdS(CdSe)纳米粒子及表征陈延明;聂晓波;李凤红;马启朋【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2013(035)004【摘要】针对CdS (CdSe)等半导体纳米粒子制备过程中使用的有机溶剂难回收、成本高、难以实现工业化等问题,以油酸钠为稳定剂,乙醇为溶剂,乙酸镉和硫脲(或硒氢化钠)为前驱物,制备了CdS和CdSe纳米粒子.采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、广角x-射线衍射和透射电子显微分析等方法,对CdS和CdSe纳米粒子的光学性质、晶体结构、形貌及尺寸等进行了表征.结果表明,当以油酸钠为稳定剂,乙醇为溶剂时,通过控制一定的前驱物浓度、反应温度和反应时间,在温和的反应条件下,可以得到尺寸分布均匀的CdS和CdSe纳米粒子,从而为在环境友好条件下合成CdS和CdSe半导体纳米粒子提供了一种新途径.【总页数】5页(P395-399)【作者】陈延明;聂晓波;李凤红;马启朋【作者单位】沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳111003;中国石油抚顺石化分公司石油二厂,辽宁抚顺113000【正文语种】中文【中图分类】TQ326【相关文献】1.利用水溶性聚合物PVP作稳定剂合成CdS、CdSe半导体纳米晶体 [J], 王志栋;徐自力;杨英歌;李树新2.利用水溶性聚合物PVP作稳定剂合成CdS、CdSe半导体纳米晶体 [J], 王志栋;徐自力;杨英歌;李树新3.巯基包覆CdSe和CdSe/CdS核壳纳米晶的水相合成与表征 [J], 安利民;孔祥贵;刘益春;单桂晔;吕强;王新;曾庆辉;朝克夫;冯力蕴;张友林4.微乳液法制备CdSe/CdS核壳纳米粒子及表征 [J], 刘选明;刘巧玲;萧小鹃;童春义;唐冬英;赵李剑5.嵌段聚合物模板合成CdSe纳米粒子及表征 [J], 陈延明;左孝为;李三喜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

CdS薄膜的制备及其性能_黎兵

第24卷第8期半　导　体　学　报Vol .24,N o .8　2003年8月CHI NESE JO U RNA L OF SEM ICON DUCT O RSAug .,2003＊国家自然科学基金(批准号:50076030)、国家高技术研究发展计划(No .2001AA513010)、国家重点基础研究发展规划(No .G2000028208)资助项目　黎　兵　男,1970年出生,讲师,博士研究生,研究方向为薄膜材料与器件.　2002-07-27收到,2003-02-25定稿★c 2003中国电子学会CdS 薄膜的制备及其性能＊黎　兵　冯良桓　郑家贵　蔡亚平　蔡　伟　李　卫　武莉莉(四川大学材料科学与工程学院,成都　610064)摘要:采用化学池沉积(CBD )法,在三种衬底(玻片、I TO 玻片、SnO 2玻片)上沉积CdS 薄膜,并利用扫描电镜(SEM )、透射光谱、X 射线衍射(XRD )和微电流高阻计等方法对沉积膜进行了测试分析,计算出CdS 薄膜的能隙宽度和电导激活能,阐述了CBD 法中CdS 薄膜的生长沉积机制以及不同衬底对沉积效果的影响.结果表明:不同衬底的成膜效果差异较大,其中以SnO 2玻片效果最佳.关键词:CdS 薄膜;化学池沉积(CBD )法;太阳电池PAC C :7360F ;7280E ;7340L中图分类号:T N304.2+5 文献标识码:A 文章编号:0253-4177(2003)08-0837-041　引言CdS 薄膜在异质结太阳电池中是一种很重要的n 型窗口材料,它的制备可以通过真空镀膜、分子束外延、高温热喷涂及化学沉积等方法来实现.我们实验的目的在于,采用工艺较简单的化学池沉积(CBD )法,考虑不同的衬底对CdS 沉积效果的影响,从而选出最好的透明导电膜,沉积出均匀、密实的CdS 薄膜作为窗口材料;再经过相关的性能测试后,最终研制出高性能、高效率的CdS /CdTe /ZnTe 太阳电池.我们注意到,迄今为止已报道的CdS 薄膜大多沉积在玻片衬底上,只是各自采用的工艺方法不同,致使CdS 薄膜的性质稍有差异[1～5].为此,我们采用CBD 法,在三种衬底(玻片、ITO 玻片、SnO 2玻片)上沉积CdS 薄膜.另外,之前报道的CBD 法在玻片上制备CdS 薄膜,均采用上悬式的搅拌方法,而我们创新性地采用搅拌子下旋式的搅拌方法,既可以更好地控制反应温度,又能够更好地搅拌反应溶液.因为上旋式的搅拌方法,是直接转动衬底架,转动的速度不能太快,容易形成衬底(沉积面)与溶液的相对静止.而下旋式的搅拌方法,则可以通过提高搅拌子的转速来充分地搅拌反应溶液,有助于CdS 的均匀沉积.2　实验2.1　原理由于CdS 的溶度积(K sp =1.4×10-29)很小,若让Cd 2+和S 2-直接反应,极易生成沉淀(Cd 2++S 2-※CdS ↑),膜厚难以控制,且膜的性质难以保证,因此,设法控制Cd 2+、S 2-的分解生成,是本实验成败的关键.我们让Cd 2+以络合物[Cd (NH 3)2+4]的形式存在,起到了缓释Cd2+的作用;S2-则由硫脲[(NH 2)2CS ]分解提供.另外,为了使成膜溶液的pH 值保持在适于沉积的9～10之间,我们在反应溶液中加入了适量缓冲剂(NH 4Cl ).整个CBD 法制备CdS 薄膜的具体反应式如下:NH 3+H 2O ※NH +4+OH -Cd 2++4NH 3※Cd (NH 3)42+(NH 2)2CS +OH -※CH 2N 2+H 2O +HS -HS -+OH -※S 2-+H 2O Cd (NH 3)42++S2-※CdS ↑+4NH 3←2.2　方法2.2.1　衬底分别采用I TO 玻片、玻片、SnO 2玻片三种衬底沉积CdS 薄膜.这三种衬底表面的粗糙程度依次增加,晶面取向的单一性依次增强.所有衬底均经过去油污、去离子水漂洗和超声振荡等步骤完成清洗过程.2.2.2　成膜溶液所用药品均为分析纯试剂,采用二次去离子水配制.其中各成分的浓度为:CdCl 20.002mol /L ,NH 3·H 2O 0.4mol /L ,(NH 2)2CS 0.15mol /L ,NH 4Cl 0.02mol /L .为使成膜性好,采用恒温磁力搅拌器,将反应温度控制在80℃左右.2.2.3　反应装置反应装置如图1所示.图1　CBD 法装置示意图Fig .1　Experimental apparatus fo r deposition of CdSfilms图2　CdS 膜的SEM 图(放大2万倍)　(a )SnO 2玻片;(b )ITO 玻片;(c )普通玻片F ig .2　SEM micropho tog raphs of CdS films2.2.4　测试对3种衬底上的CdS 膜采用XRD 进行结构测试;采用SEM 进行表面形貌测试;采用透射光谱法对玻片上沉积的CdS 膜进行光透过率测试,并算出CdS 的能隙值;用ZC36型微电流高阻计测量玻片上沉积的CdS 膜的电阻,测光电导时用卤钨灯作光源,光强为100mW /cm 2,电阻-温度关系的测量在真空中进行.3　结果与讨论3.1　SEM 测试SEM 测试表明在SnO 2衬底上沉积的CdS 薄膜的颗粒最均匀、密实,其次是普通玻片,ITO 最次.很明显,这与衬底表面的粗糙程度有很大关系.通过肉眼和显微观察,三者表面的粗糙程度以SnO 2玻片为高,其次是普通玻片,ITO 玻片最次.这种粗糙程度的差异必然导致各自对通过化学反应而生成的CdS 的吸附能力的差异,从而使CdS 在不同衬底上沉积的效果大不相同,如图2所示.3.2　XRD 测试XRD 测试表明,采用CBD 法制备的CdS 膜呈立方和六方两种晶型,如图3所示,以SnO 2玻片上沉积的CdS 膜的晶面取相较为单一.其中峰值2θ=28.5°和29.2°分别代表六方(101)和立方(200)晶面;由于六方(002)和立方(111)的晶面间距很相838半　导　体　学　报24卷　近(d (002)H =3.357,d (111)C =3.36),所以二者重叠在2θ=26.5°;图3曲线b 中的2θ=35.0°的峰归于ITO 的衬底.比较a 、b 、c 可知玻片上的沉积膜以立方相占优势,ITO 玻片上以六方相占优势,而SnO 2玻片上的沉积膜的取向性最好.图3　CdS 膜的XRD 图Fig .3　X -ray diffraction patterns of CdS films这种不同衬底上沉积膜的取向性的区别,显然与三种不同衬底表面的粗糙程度以及晶面取向性有很大关系.这是因为经反应生成的CdS 晶粒在衬底上的沉积过程,实际上是一个表面吸附-成核的过程,着重表现在晶面重构.很光滑的表面,薄膜的吸附能力反而弱,成核密度低,生长成的薄膜会有针孔,不太致密;相反,表面适当粗糙的衬底,却有较强的活性和吸附能力,成核密度高,这对生长多晶薄膜有利;在此种衬底上生成的晶粒不可能太大,尺寸会相对均匀,因此形成的薄膜很光滑、均匀、致密.由于CdS 和SnO 2的结构及晶格常数相近,有利于CdS 薄膜在SnO 2薄膜上的择优取向生长.经测定,CdS 薄膜的厚度为100～150nm 左右.当然,膜厚与反应溶液的浓度、反应时间等参数都有很大关系.浓度越大、反应时间越长,生成的膜越厚.当在同样的条件下,三种衬底(ITO 玻片、玻片、SnO 2玻片)上沉积的CdS 薄膜的厚度依次略为增加,这与上面的分析相符.3.3　透射光谱透射光谱测试结果见图4,曲线的吸收边笔直,表明CdS 膜的光透过性良好.已知CdS 属于直接禁带半导体,我们根据光谱曲线数据作出(αh ν)2-h ν的关系图,如图5所示.从光能带隙E 0的公式:αh ν=const ×(h ν-E 0)1/2可知,从图5中吸收边(直线部分)的横截距即可求得CdS 膜的能隙为E 0=2.45eV .图4　CdS 膜的透射光谱图Fig .4　Optical transmission spectrum of CdS film图5　CdS 膜的(αh ν)2-h ν的关系图F ig .5　Relationship between (αh ν)2and h νof CdSfilm3.4　光(暗)电导测试由于CdS 是一种n 型半导体,所以对其电性能的测试也很重要.我们在CdS 膜上蒸镀了一层宽度为1mm 的铝电极,选用铝电极是因为铝的功函数为4.4eV ,与CdS 的电子亲和势4.5eV 相近,这样CdS 膜与Al 接触不致产生势垒.对刚沉积的CdS 膜,测得暗电导率σd =(1.1～2.0)×10-6Ψ-1·cm -1,其光电导率σp =(1.6～2.7)×10-4Ψ-1·cm -1,比暗电导率大2个数量级.另外,我们还测量了暗电导-温度关系,作出ln σ-1000/T 曲线,如图6所示,并由公式σ=σo e-E a /k T ,得到了电导激活能E a =0.92～1.01eV .839　8期黎　兵等:　CdS 薄膜的制备及其性能图6　CdS膜的暗电导-温度关系Fig.6　Relationship between dark conductivity andtemperature of CdS film4　结论在CBD法中,由于衬底的表面粗糙程度不同,对CdS的吸附效果差异较大,其中以SnO2玻片衬底效果最佳,沉积膜最均匀密实,其次为玻片、ITO 玻片.值得一提的是,在不同的衬底上沉积的CdS 多晶薄膜的晶面取向性各不相同:在ITO玻片上多呈六方相,而在玻片上多呈立方相.这除了与三种不同衬底表面的粗糙程度有关外,还与各自表面的晶面取向性有很大关系.测出的CdS薄膜的能隙宽度和电导激活能,与公认的数据相符[6]. 本研究证实,化学池沉积法较为简单、成本低廉、成膜均匀致密,且反应过程直观、易于调控.我们最终采用此法在SnO2玻片衬底上制备出优良的CdS多晶薄膜,进而研制出CdS/CdTe/ZnTe太阳电池.目前,光电转换效率已达13.38%(电池面积为0.501cm2).参考文献[1]　Pavaskar N R,M enezes C A,S inha A P B.Photoconductive C dSfilms by a chemical bath deposition process.J Electrochem S oc,1977,124(5):743[2]　C hung G Y,Kim H D,Ahn B T,et al.Properties of CdS filmsprepared by the chemical mist deposition Process.Thin SolidFilms,1993,232:28[3]　M eyer G,Saura J.Undoped and indium-doped CdS films pre-pared by chemical vapour depos ition.M ater Sci,1993,28(19):5335[4]　Cui Haining,Feng Li.Polycrystal line thin film CdS dipped bychemical bathdeposition.Acta Energiae S olaris Sinica,1996,17(2):189(in C hinese)[崔海宁,冯力.化学水浴法沉积CdS多晶薄膜.太阳能学报,1996,17(2):189][5]　Uda H,Ikegami S,Sonomu ra H.Structu ral and electricalproperties of chemical-solution-deposited CdS films for solarcells.Jpn J Appl Phys,1990,29(1):30[6]　Chu T L,Chu S S.Thin filmⅡ-Ⅵphotovoltaics.Solid-S tateElectron,1995,38(3):533Preparation and Properties of CdS Films for Solar C ells＊Li Bing,Feng Liang huan,Zheng Jiagui,Cai Yaping,Cai Wei,Li Wei and Wu Lili(Depar tmen t of Mater ial Scienc e and Technology,S ichuan Univer s ity,Chengd u　610064,China)A bstract:CdS thin films deposited on three different substrates by chemical bath deposition are presented.SEM and XRD show that the poly cry stalline thin films are continuous,homogeneous and with high compactness.A reaction mechanism is given in brief also.Key words:CdS thin film;chemical bath depositio n(CBD);solar cellsPAC C:7360F;7280E;7340LArticle ID:0253-4177(2003)08-0837-04＊Proj ect supported by National Natural S cience Foundation of China(No.50076030),National High Technology Res earch and Development Prog ram of China(No.2001AA513010),and State Key Devel opment Program for Basic Research of China(No.G2000028208)　Li Bing　mal e,was born in1970,PhD candidate.He is engaged in the research on film materials and devices.　Received27Jul y2002,revis ed manus cript received25February2003★c2003T he C hinese Institute of Electronics 840半　导　体　学　报24卷　。

CdS插层的K4Nb6-xCuxO17复合物的制备及其光催化制氢活性

CdS插层的K4Nb6-xCuxO17复合物的制备及其光催化制氢活性崔文权;刘艳飞;刘利;齐跃丽;樊丽华;胡金山;梁英华【摘要】Cu doped K4Nb6O17 was obtained by a solid reaction with a mixture of Nb2O5, K2CO3 and CuO. The CdS intercalated Cu dopedK4Nb6O17 composites (designed as K4Nb6-xCu2O17/CdS) were synthesized via direct cation exchange, alkylamines intercalation and sulfurization process. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), ultraviolet-visible diffuse reflectance (UV-Vis), photoluminescence measurement (PL). The photocatalytic properties of these catalysts for hydrogen production were also investigated. The results reveal that Cu ions enter the crystal lattice of K4Nb6O17, and the CdS is located in the interlayer of K4Nb6O17. The maximum absorption wavelength of CdS intercalated Cu doped K4Nb6O17 composites is about 550 nm. The compound photocatalysts exhibit high activities for photocatalytic hydrogen production under both UV light and visible light irradiation, and the amounts of hydrogen produced are 279.83mmol ·gcat-1 and 7.11 mmol ·gcat-1 after 3 hours of irradiation, respectively. The mechanism for separation of the photo-generated electrons and holes at the compound photocatalysts are discussed.%以Nb2O5,K2CO3和CuO为原料经高温固相反应合成K4Nb6-xCuxO17催化剂,并通过层间离子交换反应,胺插入反应以及硫化反应制备CdS插层K4Nb6-xCuxO17复合催化剂(K4Nb6-xCuxO17/CdS).利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),场发射扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDX),紫外-可见漫反射(UV-Vis),分子荧光光谱(PL)等技术对催化剂进行表征.考察了催化剂的可见光催化制氢活性.结果表明,Cu离子掺杂进入K4Nb6O17晶格中,CdS位于K4Nb6O17层间.CdS插层KNb6-xCuxO17催化剂的最大吸收光波长约为550 nm.催化剂制氢活性有明显提高,紫外光和可见光下3h产氢量分别达到279.83 mmol·gcat-1和7.11 mmol·gcat-1.最后讨论了复合催化剂光生电荷转移机理.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2012(028)007【总页数】8页(P1453-1460)【关键词】K4Nb6-xCuxO17;CdS;插层;光催化【作者】崔文权;刘艳飞;刘利;齐跃丽;樊丽华;胡金山;梁英华【作者单位】河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009;河北联合大学化学工程学院,唐山063009【正文语种】中文【中图分类】O643.3半导体光催化分解水制氢是将半导体微粒漂浮在水中，在光照条件下将水分解成氢与氧。

CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ（ＧＳＨ）ａｓｔｈｅｓｕｌｆｕｒｓｏｕｒｃｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｄｉｒｅｃｔｉｎｇｒｅａｇｅｎｔ．
李曹龙，・赵宇婷・曹菲王飞・王越袁坚２上官文峰２
（中国药科大学理学院无机化学教研室，南京２１１１６９）（上海交通大学机动学院燃烧与环境技术中心，上海２００２４０）
ＬＩＣａｏ — Ｌｏｎｇ
ＺＨＡＯＹｕ－ＴｉｎｇＣＡＯＦｅｉＷＡＮＧＦｅｉＷＡＮＧＹｕｅ
ＹＵＡＮＪｉａｎ。ＳＨＡＮＧＧＵＡＮＷｅｎ－Ｆｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｆＳｏｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎａＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１６９，Ｃｈｉｎａ）ｆ２ＲｅｓｅｒｃａｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ∞ ＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）

基于超声速气流碰撞的固相反应研究

收稿日期：２０２０－０４－１９基金项目：国家自然科学基金（编号：５１３２７８０４）作者简介：左　金（１９６７—），四川射洪人，本科，高级工程师，研究方向为超微粉碎技术的应用檽檽檽檽檽檽檽檽檽檽檽檽檽檽殦殦殦殦。

科研与开发基于超声速气流碰撞的固相反应研究左　金，刘　刚，林　俊，林学东，郭秋亭，范长海（中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，四川绵阳　６２１０００）摘要：传统的机械合成方法主要包括球磨法、研磨法、螺旋挤压法以及微波法，但是这些传统的机械合成方法存在成本高、反应时间长，规模小以及难以实现工业化生产的缺点。

我们研究发现：通过超声速气流加速和碰撞技术同样可以实现低热固相反应合成体系中的能量转变，并具有反应速率大幅度提高、可合成的材料体系可大幅度拓展等突出优势。

关键词：超声速气流；碰撞；合成；反应时间中图分类号：ＴＱ０３１文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１２－０００１－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｏｌｉｄＰｈａｓｅＳｙｎｔｈｅｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＳｕｐｅｒｓｏｎｉｃＧａｓ－ＦｌｏｗＣｏｌｌｉｓｉｏｎＺｕｏＪｉｎ，ＬｉｕＧａｎｇ，ＬｉｎＪｕｎ，ＬｉｎＸｕｅｄｏｎｇ，ＧｕｏＱｉｕｔｉｎｇ，ＦａｎＣｈａｎｇｈａｉ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｍｅｃｈａｎｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｓｒｅａｌｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂａｌｌｍｉｌｌｉｎｇ，ｈａｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇ，ｔｗｉｎｓｃｒｅｗｅｘｔｒｕｓｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｗａｖｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍｍａｎｙｄｒａｗｂａｃｋｓ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｈｉｇｈｃｏｓｔ，ｌｏｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｓｍａｌｌｓｃａｌｅａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｂｙｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈｔｈａｔｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｏｒｍｆｒｏｍｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｎｅｒｇｙｃａｎａｌｓｏｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｓｔｒｙｒｅａｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｒｅｓｕｌｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃｇａｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔａｎｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｓｏｆｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓｗｉｔｈｃｈｅｍｉｓｔｒｙｒｅａｃｔｉｏｎｓｐｅｅｄｒｅｍａｒｋａｂｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍｖｉｄｅｌｙｅｘｐａｎｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃｇａｓ－ｆｌｏｗ；ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ固相合成反应从不同的角度来区分，可以有多种不同的分类方法，若按参加反应的物质的不同状态来分类，可分为以下几类：固－固之间的反应，固－液之间的反应，固－气物质参加的反应等；以固相反应速率控制步骤为依据，可分为扩散控制、化学反应控制、成核速率控制、晶核生长控制和升华控制过程的固相反应；若根据使用的固相合成反应方法的不同，可分为研磨法、挤压法、球磨法、超声速气流固相反应法以及微波法等。

超音速气流粉碎下NiO纳米棒的低温固相制备

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图１超音速气流固相反应法制备超细ＮＯ工作原理图ｉ
Ｓｈｍｅｆｒｐｅａｉｇｕｔ＿ｅＮｉａｔｌｓｂｏｉｔｔｃｅｏｒｐｒｎｌａｎＯｐｒｉｅｙａｓｌｓａｅｒｆｉｃｄｒａｔｎｍｅｈｄａｗｔｍｐｒｔｒｎｅｌｕｔｓｎｃａｒｏｅｃｉｔｏｔｌｅｅａｕｅｕｄｒａｌａｏｉｉｗｏｏｌｒｆｌ
１Ｆｅｄｉｌｔ．ｉｄｎａｉ．ｅｎｅ；２Ｇｒｎｉｇｃｖｔｙ；３Ｇｒｄｒ．ａｅ；４．ｌｅｔｒＣｏｌｃｏ
绿色粉末，ＮＯ前驱体，即ｉ记做样品，产率
８１２％．２０－－０９００５６收稿，０９７２２０－－７修回０中国工程物理研究院军民两用基金（Ｍ０６２资助项目Ｊ２００）
第２７卷第４期
２１００年４月
应用化学
ＣＮＥＥＪＨＩＳＯＵＲＮＰＩＤＨＥＳＲＡＬＯＦＡＰＬＥＣＭｌＴＹ
Ｖ０．７Ｎｏ４１２．Ａｐ．０１ｒ２０
超音速气流粉碎下ＮＯ纳米棒的低温固相制备ｉ
撞，反应物细化的同时发生低温固相反应。使
Ｆｅｉｇｅｄｎ
ｌｇ
实验开始５ｍｎｉ后在出料口得到浅绿色粗产
物。反应３ｉ将０ｍｎ得到的初产物经去离子水洗涤３次后离心分离，０℃ 干燥３６ｈ后得淡Ｆｉ．１ｇ

超细碳酸钙热分解动力学研究

换而发生化学反应，现了超音速条件下低热固实
氯化钙、酸钠均为分析纯，碳成都市科龙化工
试剂厂。
反应装置：自行设计研制（１；ｍａ－Ｂ图）Ｄ／ｘＲ
型Ｘ射线粉末衍射仪（ＲＤ）ＣＸ，ｕ靶辐射，电压管３Ｖ，电流６５ｋ管ＯｍＡ，扫描速度：￣ｍｉ，宽一８／ｎ步
ＸＤ和ｓＭ对其进行了表征和粒径分析．ＲＥ结果显示制备的碳酸钙颗粒平均尺寸为０５．ｍ。利用差热分析技术（］测试了该方法制备的超细碳酸钙的热分解动力学参数，到了碳酸钙的表观热分解活Ｉｒ）Ａ）得
化能为７．８５ｋ／ｏ，前因子Ａ为９１１ｘ１Ｓ９１４Ｊｔｌ指ｏ．８２０一。
力学参数，目前它已被广泛地应用于热反应动力
学的研究。准确称取８８ｍｇ超音速气流法制备的碳酸．
高速撞击固定靶，ｒ再｛同气流以３／的速度进－０ｓｍ
入循环系统，反应体系颗粒沉降，富积再次进入喷管，在反应发生器中循环反应６ｉ０ｒｎ后将混合物ａ
５１、５２、０￣ｒｉ）碳酸钙的ＤＡ曲线，、０１、Ｏ４Ｃ／ｎ下ａＴ
将２０ｔ的无水氯化钙和碳酸钠按化学计１ｍＬ
量比均匀混合，合物料经负压的引射作用进人混
维普资讯
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第１卷６

气流粉碎干燥制备超细磷酸铁锂粉的工艺

气流粉碎干燥制备超细磷酸铁锂粉的工艺张明宇;刘侹楠;黄生龙;吕娟;陈海焱【摘要】采用LNJST-120HT型闭路循环氮气保护气流粉碎分级系统对磷酸铁锂粉进行超细加工、干燥;对粉碎、分级、收集、输送和包装系统的操作参数、设备结构及系统运行过程中出现的流动性、水分增加等问题进行分析探讨,并优化改进;通过加工超细磷酸铁锂粉的工业试验,对改进后的超音速气流磨进行测试.结果表明,控制螺杆加料机和分级机转速分别为62和1 072 r/min,气源压力和温度分别为0.5 MPa和120℃,包装房露点温度控制在-20℃以下,磷酸铁锂粉成品水分含量维持在0.35‰～0.55‰,成品粒径d50=0.8～1.2 μm、d100＜8 μm,产量为200～230 kg/h.【期刊名称】《中国粉体技术》【年(卷),期】2018(024)003【总页数】5页(P11-14,38)【关键词】闭路系统;超音速气流磨;磷酸铁锂粉【作者】张明宇;刘侹楠;黄生龙;吕娟;陈海焱【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621000;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621000;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621000;绵阳流能粉体设备有限公司,四川绵阳621000;西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TQ110.6从全球新能源汽车的发展看，锂离子电池相比镍氢电池、铅酸电池和燃料电池具有能量密度高、使用寿命长、无污染、无记忆效应、质量轻等优点 [1-2]，所以是目前新能源汽车最佳的动力电源。

正极材料作为锂电池的关键原材料，影响着锂电池的循环寿命、能量密度以及安全性能，直接决定了最终产品的性能[3]。

其中，在动力电池领域，磷酸铁锂正极材料相比镍钴锰酸锂三元材料（NCM）、镍钴铝酸锂三元材料（NCA）、钴酸锂和锰酸锂，具有安全性能高、循环寿命长、较好的高温性能以及原料成本低等优点，拥有非常好的应用前景[4]。

锂离子电池前驱体磷酸铁合成方法

锂离子电池前驱体磷酸铁合成方法锂离子电池前驱体磷酸铁的合成方法包括固相法和液相法。

固相法根据铁源不同可分为草酸亚铁工艺、氧化铁红工艺以及磷酸铁工艺，其中应用最广泛的碳热还原法即为磷酸铁工艺。

以下是磷酸铁工艺的详细介绍：磷酸铁工艺一般采用三价铁作为铁源，磷酸或磷酸一铵等作为磷源，碳酸锂等作为锂源，炭黑作为碳源，有机物如葡萄糖、蔗糖、淀粉等作为辅料。

通过将前驱体磷酸铁与有机物、炭黑均匀混合，利用碳源在高温环境下的还原性将三价铁还原成二价铁，同时使热解的碳包覆在磷酸铁锂上起到增强导电性的作用。

具体来说，磷酸铁工艺可分为前驱体磷酸铁的制备和二次加工两部分。

前驱体磷酸铁的制备典型过程包括硫酸亚铁制备、磷铁反应、PH值调节三个主要步骤。

原料为铁块、硫酸、磷酸、双氧水、碳酸钠。

二次加工的具体流程一般包括混料、喷雾干燥、烧结、粉碎、混合、烘烤、包装等步骤。

每家公司都有自己独特的改进后的工艺流程。

1. 混料：先将材料进行配料称重，加入去离子水，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，配料主要是磷酸铁，碳酸锂等材料。

2. 喷雾干燥：将搅拌好的胶料，通过压力喷出，经过喷雾干燥机后变成颗粒。

喷雾干燥机是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。

按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。

3. 烧结：使用锂电池辊道炉，对干燥后的材料进行烧结。

市场上先进的辊道炉采用先进的红外技术和先进的炉膛材料，提高了设备的热效率；采用先进的温度控制技术，保证温度控制的精确度；利用成熟的炉体设计技术，保证炉温的均匀性；采用科学合理的传动机构，保证推板运行的平整、稳定；多路气氛的引入，保证了炉腔内气氛的均匀性及废气的排放，从而保证产品的烧成质量。

4. 粉碎：使用气流磨设备，对烧结的材料进行粉碎。

气流磨工作原理：压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化(气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞)，因此每一个颗粒具有相同的运动状态。

CdS纳米材料的制备及其电学性质研究

CdS纳米材料的制备及其电学性质研究近年来，纳米领域的发展引起了人们极大的兴趣和热情，纳米材料逐渐成为材料科学研究的热点之一。

CdS纳米材料作为一种新型半导体材料，具有许多优良的电学、光学性质，在光电领域、生物医学领域等方面具有广泛的应用前景。

本文将介绍CdS纳米材料的制备方法及其电学性质研究进展。

一、 CdS纳米材料的制备方法CdS纳米材料的制备方法主要包括物理和化学两种方法。

物理方法包括凝聚态法、气相法、水热法等，化学方法包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳法等。

1、水热法水热法是一种简单、低成本的化学制备方法。

通过在高温高压下使CdS纳米晶体自组装形成，能够得到高质量的CdS纳米材料。

水热法制备CdS纳米材料的步骤主要包括如下几个步骤：（1）溶液混合：将Cd(NO3)2和Na2S溶解在去离子水中，得到CdS纳米材料的前体溶液。

（2）反应条件：将前驱体溶液放入高温高压反应体系中，在一定的反应时间内进行反应。

（3）沉淀和清洗：将反应后的CdS沉淀通过离心分离，用去离子水进行多次清洗，保证产品纯度。

2、微乳法微乳法是一种新型的化学制备方法，与传统的溶胶-凝胶法相比，微乳法可以得到更为均匀的CdS纳米材料。

其制备步骤如下：（1）制备微乳：将表面活性剂、油、水混合物通过高能超声波或机械搅拌等方法均匀搅拌，制备微乳。

（2）CdS纳米材料的合成：在微乳中加入Cd(NO3)2和Na2S溶液混合，充分混合后进行加热反应。

（3）清洗和分离：将反应产生的CdS纳米材料用去离子水洗涤清洗，并离心分离沉淀，得到CdS纳米粒子。

二、CdS纳米材料的电学性质研究CdS纳米材料的电学性质是其应用范围的决定因素之一，研究CdS纳米材料的电学性质对于其应用具有重要的意义。

CdS纳米材料的电学性质主要包括导电性、能带结构和光电特性等。

1、导电性CdS纳米材料的导电性受到其晶体结构和尺寸等多种因素的共同影响。

研究发现，CdS纳米材料呈现出明显的尺寸效应，纳米粒子尺寸越小，其导电性越强。

一种室温固相反应制备CdS纳米粒子的方法[发明专利]

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510212802.3(22)申请日 2015.04.29C01G 11/02(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)(71)申请人金华职业技术学院地址321007 浙江省金华市婺州街1188号金华职业技术学院制药与材料工程学院申请人叶向荣(72)发明人叶素芳叶向荣(74)专利代理机构四川君士达律师事务所51216代理人芶忠义(54)发明名称一种室温固相反应制备CdS 纳米粒子的方法(57)摘要本发明公开了一种室温固相反应制备CdS纳米粒子的方法，按质量比1:1.6:6分别称取CdSO 4·8H 2O、硫脲、NaOH，将CdSO 4·8H 2O 和硫脲先分别研磨细再与NaOH 混合研磨，添加牛血清白蛋白继续研磨30min 得细亮浅黄色稠状物，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤过滤，自然干燥得浅黄色粉末即为CdS 纳米粒子。

本发明方法反应条件温和，操作简便易行，生产绿色节能，所得纳米粒子纯度较高、粒径小、粒度均匀、分散性好、定向程度较高、晶型晶格理想。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页CN 105036179 A 2015.11.11C N 105036179A1.一种室温固相反应制备CdS 纳米粒子的方法，其特征在于：按质量比1:1.6:6分别称取CdSO 4·8H 2O、硫脲、NaOH，将CdSO 4·8H 2O 和硫脲先分别研磨细再与NaOH 混合研磨，添加牛血清白蛋白继续研磨30min 得细亮浅黄色稠状物，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤过滤，自然干燥得浅黄色粉末即为CdS 纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的一种室温固相反应制备CdS 纳米粒子的方法，其特征在于：所述的CdS 纳米粒子为球形，分散均匀，粒径分布窄，平均直径为4～5nm。

低温固相法制备CdS_(1-x)Se_x颜料的研究

低温固相法制备CdS_(1-x)Se_x颜料的研究陈玉凤;彭绍琴;徐鹏;王勇;林宝启【期刊名称】《硅酸盐通报》【年(卷),期】2005(24)1【摘要】C dS1-xSe x所需要的Se粉量比间接沉淀煅烧法和水热法所需的Se粉量少,且发现在室温研磨生成C dS1-xSe x的过程中,过量的N a2S。

起着决定性的作用,并对其反应机理作了初步性的探讨。

经X射线衍射证实有Cd10S5.71Se4.29产生,Ls601-激光粒度仪测得其粒子的平均尺寸为120nm。

该工艺简单,为C dS1-xSe x的合成提供了一种价廉而简易的全新方法,也为室温固相化学反应合成固熔体在材料化学中的应用提供了可行性实例。

【总页数】3页(P41-43)【关键词】固相法;颜料;制备;合成;煅烧;Na2S;固熔体;过量;发现;Cd10【作者】陈玉凤;彭绍琴;徐鹏;王勇;林宝启【作者单位】南昌大学化学系【正文语种】中文【中图分类】TQ622.2;TQ172【相关文献】1.(1-x)Li2MnO3·xLiNi1/2Mn1/2O2的低温固相制备及电化学性能研究 [J], 任岩;连芳;李栋;仇卫华2.（1-x）Li2MnO3·xLiNi（1/2）Mn（1/2）O2的低温固相制备及电化学性能研究 [J], 任岩;连芳;李栋;仇卫华3.(1-x)Li_2MnO_3·xLiNi_(1/2)Mn_(1/2)O_2的低温固相制备及电化学性能研究[J], 任岩;连芳;李栋;仇卫华4.固相法制备掺杂型高色度Co_(x)M_(1-x)Al_(2)O_(4)/高岭土复合颜料 [J], 张安杰;陶雯;曾慧崇;王乃迪;牟斌;齐彦兴;李华明5.三元化合物CdS_(1-x)Se_x量子点的制备与性能研究 [J], 基木格;曹佰来因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超音速气流粉碎法制备超细碳酸钡的研究

２ＣｉａＡｅｙａｃＲｅｅｒｈ＆Ｄｅｅｐｎｅｔｒ．ｈｎｍｄｎｍｉｓａｃｖｌｍｅｔＣｎｅｏ１
Ａｂｓｒｃ：ｎｒｅｏｒａｉｅｔｏｖｎｔ— ｆｅｒｐｒｔｏａｏｒｄｕｅｔｅｅｃｉｎｔｍｅ，ｈｅｐｅａａｉｎｏｒｕｔａｔＩｏｄｒｔｅｌｚｈｅｓｌｅｒｅｐｅａａｉｎｎｄｔｅｃｈｒａｔｏｉｔｒｐｒｔｏｆｂａｉｍｃｒｎｔｙｓｌｄｓａｅｒａｔｏｔｌｗａｉｇｔｍｐｒｔｅｄｅｕｐｒｏｃａｒｔｅｍｔｉｄ．ｋｎｄｖｎｔｇｆＳ — ａｂｏａｅｂｏｉｔｔｅｃｉｎａｏｈｅｔｎｅｅａｕｒｓｕｎｒｓｅｓｎｉｉｒａｗａｓｓｕｄｅＴａｉｇａａａｅｏＵｓｐｒｏｉｉｔｅｍｏｍｍｉｕｉｎｐｎｃｐｅ，ｈｒｕｃｏｄｎｏｉｍａｂｎａｅｗｅｅａｔｖｔｄｂｒｃｉｎｉｈｅｃｅｎｃａｒｒａｃｓｓｎｔｏｒｉｌｔｅｂａｍｈｌｒｅａｄｓｄｕｃｒｏｔｒｃｉａｅｙｆｔｏｎｔｅｒａ — ｉｉｉｉ
ｔｒＴｅｈｗｔｒｓｗｕｄｒａｔａｈｏｈｒｄｅｔｈｒｕｎｒｙｅｃａｇｅｅａｅｙｓｒｉｇｏｈｘｄｔｒｏ．ｈｎｔｅｔｏｍａｅａｏｌｅｃｃｔｅｕｔｅｆｉｓｅｅｇｘｈｎｅｇｎｒｔｄｂｔｋｎｎｔｅｆｅａ — ｉｌｅｏｕｏｉｉ

粉末冶金粉体常见的制备方法及综述1

粉末冶金粉体常见的制备方法及综述1粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

二、粉体的制备及综述粉末冶金的生产工艺是从制取原材料――粉末开始的。

这些粉末可以纯金属，也可以是非金属，还可以是化合物。

制取粉末的方法有很多，他的选择主要取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本。

粉体的的制备方法如下：（一）物理法（机械粉碎法）机械粉碎法是一种常见的固相制粉工艺。

尤其是制备粒度在微米级以上的陶瓷粉体时，用机械粉碎法方便快捷，成本也比较低廉。

1、常用的粉碎法有：（1）辊碾式将单根或多根研棒或环等装入磨腔内，借助某种特殊力使磨腔内的棒或环作旋转运动，棒与棒之间或环与环之间以及它们与磨腔内壁之间产生的碰撞、挤压、研磨、剪切等作用，使它们之间的物料被破碎。

（2）高速旋转式主要是利用高速旋转的部件产生的强冲击力、剪切力摩擦而使物料被粉碎。

高速旋转粉碎机由于结构及作用力的方式不同又分为：销棒粉碎机（针状磨）、摆式粉碎机、轴流式粉碎机（笼式磨）、筛分磨、离心分级磨等。

（3）球磨式近期在球磨机的基础上，开发出了多种形式的广义球磨机，如振动球磨、离心球磨、行星磨、离心滚动磨等。

（4）介质搅拌式是依靠磨腔中机械搅拌棒、齿或片带动研磨介质运动，利用研磨介质之间的挤压力和剪切力使物料粉碎。

它实际上是一种内部有动件的球磨机，靠内部动件带动磨介运动来对物料进行粉碎。

搅拌磨早期主要用于染料、油漆、涂料行业浆料分散与混合。

后来经多次改进，逐步发展成为一种新型的高效超细粉碎机。

有时称之为介质磨，也有人称之为“剥片机”。

（5）气流式粉碎机是在高速气流作用下，物料通过本身颗粒之间的撞击，气流对物料的剪切作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切而使物料粉碎。

先后有：扁平式（圆盘式）气流磨、循环式气流磨、对撞式气流磨、流化床气流磨、靶式气流磨、超音速气流磨等。

CdS异相结的固相法制备及其光催化性能

CdS异相结的固相法制备及其光催化性能王鑫;张静【摘要】以醋酸镉和硫代乙酰胺为原料,首次通过固相法成功制备了立方/六方硫化镉(c/h-CdS)异相结催化剂.利用XRD、SEM和SPV等测试手段对合成的催化剂进行表征.以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解罗丹明B(RhB)的活性,考察了焙烧温度对CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程机理.结果表明,随着焙烧温度的增加,CdS逐渐发生立方相硫化镉(c-CdS)向六方相硫化镉(h-CdS)的转变,相变过程中形成的c/h-CdS异相结比纯c-CdS和h-CdS具有更高的光催化活性,而且适当的六方相含量更有利于提高异相结样品的光催化性能.表面光电压的结果表明,异相结的形成可以显著提高光生电子-空穴的分离效率,从而促进了c/h-CdS异相结的光催化性能.牺牲剂实验结果表明,在CdS光催化反应中的活性物种为·O2-.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】5页(P30-34)【关键词】焙烧;CdS;相变;光催化【作者】王鑫;张静【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】O69;O611.65目前半导体光催化剂的研究已经成为全世界关注的重点课题[1-2]。

其中CdS材料具有较窄的禁带宽度、良好的光导电性以及较高的电子亲和能等优点。

但是其较低的电子与空穴分离效率限制了它的应用。

提高电子与空穴分离效率的方法有许多[3-5]，其中同一半导体的不同晶型之间形成的异相结是有效的方法之一[6-7]。

这是由于异相结界面处形成的空间电场有利于电子-空穴的分离[8]，从而可以显著提高半导体光催化剂的光催化活性。

CdS主要有立方相（c-CdS）和六方相（h-CdS）两种晶相[9-10]，这两种晶相构成的异相结已经被成功合成。

CdS、CdSe纳米晶的制备及其性质研究

作者签名：豹吐後趑
日期：丝盟幺孕
第一章绪论纳米微粒是指颗粒尺度为纳米级的超细微粒，它的尺度一般在１ｎｍ～１００ｒｉｍ之间，是介于原子、分子和固体体相之间的一种物质状态。由于纳米微粒的表面积大，且处于粒子表界面上的原子比例甚高（一般可达到总原子数的一般左右），这就使它具有不寻常的表面效应、界面效应和量子效应等，因而具有传统固体不具备的许多奇异的物理和化学性质。可以广泛应用于制备发光二极管‘１，∞、非线性光材料‘孙、传感材料‘们、太阳能电池‘扪、光催化剂‘６，ｎ、生物医学材料‘８，９’等。纳米材料科学是－－ｆ－ｊ多学科交叉性强的科学，它几乎涉及物理学、化学、材料学等学科的全部领域。由于其潜在的应用背景，使人们确信纳米材料科学必将给二十一世纪的科学研究带来新的机遇和挑战。近几十年来，在半导体材料科学中，人们对于纳米半导体材料的研究给予了极大的重视００－２０’这主要是因为同传统的体相半导体材料比较起来，纳米半导体材料具有某些特殊的性质。１．１量子点的基本特性当无机半导体微粒的尺寸降低到其相应的体材料的激子波尔直径时，半导体微粒的电子能级由准连续能级转变为具有分子特性的离散能级，同时导致禁带宽度增］ｊｎ（２心４１。这一基本物理性质的改变不仅使半导体的光电性质产生了巨大的变化，同时也产生了体相材料所不具备的奇特的物理现象。（１）量子尺寸效应当微粒尺寸下降到某一值时，由于电子的运动在三维方向上同时受到限制，导致了电子态密度的改变，并且使电
ＤＴＧ—ＤＴＡ，ＸＰＳ，ＴＥＭ，ＵＶ－ｖｉｓａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｔｈｅＣｄＳｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈ

CdS纳米微粒的制备方法、表征及光催化活性

CdS纳米微粒的制备方法、表征及光催化活性刘宗瑞;谢立娟;刘建华;王斌;段莉梅【摘要】以硝酸镉和硫脲为原料,二乙醇胺为模板剂,采用水热合成法制备了CdS 纳米微粒.用XRD、SEM、TEM等方法对催化剂的结构与形貌进行了表征,表明制备的纳米CdS均为纯的六方晶相结构;并通过BET法测定了其比表面积.以甲基橙的降解为模型反应,研究了纳米CdS的光催化活性,实验结果表明,水热120℃、晶化18 h条件下制备的CdS纳米微粒的光催化活性最好,对甲基橙的降解率达到80％.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】4页(P292-295)【关键词】CdS纳米微粒;水热合成;光催化【作者】刘宗瑞;谢立娟;刘建华;王斌;段莉梅【作者单位】内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043【正文语种】中文【中图分类】O643.36随着全球工业生产的发展和城市化进程的加快，产生的大量工业废水和城市生活废水未进行有效处理而排放，对人类赖以生存的水资源造成了日益严重的污染，因此水资源污染的净化与处理成为当今人类急需解决的重要问题之一.在对被污染的水资源进行净化处理过程中，有些对人体有害的有机物很难通过过滤等方法除去，而采用半导体光催化技术将有机污染物降解成为无毒、无害的物质是一种很有效的净化污水的方法〔1-3〕.半导体光催化技术是在常温常压下利用太阳能降解废水中多种难降解的有机物质，并在此过程中很少产生二次污染〔4-5〕.许多人研究了二氧化钛型、硫化镉型、钙钛矿型、三氧化二铋型等光催化剂的制备和应用〔6-9〕，其中，CdS具有2.42 eV的能带隙，是一种重要的半导体纳米材料，在电、磁、催化等方面都有许多应用〔10-12〕，特别是CdS纳米微粒粒径小、比表面积大，具有带隙能小、可见光响应等特点，这些特点使CdS纳米微粒有良好的光催化降解有机物的性能，在光催化降解方面有着广泛的应用前景〔13-16〕.研究表明，通过改变CdS晶体的形貌和比表面积可提高其光催化活性〔17-18〕.本文采用水热合成法，以硝酸镉和硫脲为原料合成了CdS纳米微粒，用XRD、SEM、TEM等方法对其结构与形貌进行了表征，并在紫外灯照射下研究了CdS纳米微粒对甲基橙的光催化降解活性，取得了良好的效果.1 实验部分1.1 试剂和仪器试剂：硫脲（（NH2）2CS），硝酸镉（Cd（NO3）2·4H2O），无水乙醇（C2H5OH），二乙醇胺（C4H11NO2），甲基橙（C14H14N3NaO3S），过氧化氢30%（H2O2），盐酸（HCl）等所需试剂均为分析纯.主要仪器：反应釜（50 mL，聚四氟乙烯内衬）；PHS-3B精密pH计（上海精密科学仪器有限公司）；79-1型磁力加热搅拌器（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司）；TDZ4-WS低速台式离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）；250 W高压汞灯（长春市亚制照明电器有限公司）；D8-FOCUS型X-射线粉末衍射仪（德国BRUKER公司），H-7650透射电子显微镜（日本HITACHIH公司），S-4800冷场发射扫描电子显微镜（日本HITACHIH公司）；ASAP 2010型比表面测定仪（美国MICROMERITICS公司）；紫外可见分光光度计（TU-1810型，北京普析通用仪器有限责任公司）.1.2 纳米硫化镉的制备按n（Cd）∶n（S）=1∶1量取0.012 mol硝酸镉和0.012 mol硫脲加入盛有一定量二乙醇胺和水（体积比为1∶1）作溶剂的烧杯中，并将通过磁力搅拌混合均匀的溶液装入反应釜内，再把反应釜放入电热鼓风干燥箱，通过改变反应温度和反应时间，制备出一系列黄色的CdS沉淀.再将所得黄色沉淀分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤，然后在60℃条件下真空干燥6 h，最后制备出黄色CdS粉末.1.3 光催化活性实验采用浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液为降解对象.称量一定量的催化剂加入到甲基橙溶液内，保持反应器恒温，用紫外灯照射，灯距液面10 cm.光照时间为120 min，每隔一段时间取样一次，离心分离，分离出上层清液后，用紫外可见分光光度计测其吸光度A.按下式计算降解率：式中：A0为甲基橙初始吸光度；At为不同时刻甲基橙吸光度.2 结果与讨论2.1 XRD分析图1 CdS样品的XRD图Figure 1 The XRD pattern of sample CdS（a-120℃，10 h；b-120℃，18 h；c-180 ℃，10 h；d-180 ℃，18 h）图2 CdS样品的透射电镜图Figure 2 The TEM image of sample CdS（a-120℃，18 h；b-120℃，10 h；c-180 ℃，10 h；d-180 ℃，18 h）图1是制备的纳米CdS XRD谱图.从图1分析可知，2θ角在20°～30°之间分别出现了三个明显的衍射峰（100、002和101），2θ角在40°～55°之间也分别出现了三个明显的特征峰（110、103和112），而这6个特征峰的位置与标准卡片（JCPDF 41－1049）上六方晶相α-CdS的衍射峰位置一致，并且谱图中无杂质衍射峰出现，表明所合成的样品均为纯的六方晶相CdS（纤锌矿结构）.从图1 a 可看出，120℃水热晶化10 h，CdS的XRD衍射峰强度较低；晶化时间延长至18 h，CdS的XRD衍射峰强度略有增强（见图1 b）；当水热晶化温度为180℃时，样品的XRD衍射峰强度也略有增强（见图1 c和图1 d）.2.2 TEM分析图2是CdS纳米微粒的TEM照片.由图2可知，纳米CdS的形貌均为直径20-50 nm近似球形的小颗粒，粒子直径较小，小颗粒之间发生聚集，由小的纳米粒子聚集成大小不均的大颗粒.可见，制备反应的温度及反应时间不同，影响着颗粒的大小及聚集的程度.当反应温度为120℃、反应时间为18 h和10 h得到的CdS纳米晶，前者比后者分散相对均匀（图2 a和2 b）.随着反应温度的升高，聚集明显加重（图2 d），形成大小不均的球体.2.3 SEM分析由图3 CdS纳米微粒的扫描电镜图（SEM）可以看出，以二乙醇胺为模板剂制备的CdS样品是由许多小的纳米级粒子团聚生长成的微米级大颗粒.大颗粒CdS的表面粗糙呈蜂窝状，这样的形貌促使制备的纳米CdS具有较大的比表面积，有利于提高CdS的光催化性能.2.4 比表面积测定结果利用BET法测定样品CdS的比表面积.根据实验研究需要，测定了制备条件为水热温度和加热温度分别为120℃、18 h和120℃、10 h的两个样品的比表面积，前者比表面积为72 g·m-2，后者为68 g·m-2.2.5 光催化活性测试结果纳米CdS光催化活性的实验测试条件是催化剂用量为0.020 g，用盐酸调pH=3.0，保持反应器恒温，在磁力搅拌器的搅拌下紫外灯照射120 min.分别测定催化剂对甲基橙的光催化活性，如图4所示.由图4可知，四种样品在120 min内对甲基橙的降解率均缓慢上升.反应温度为180℃，反应时间为18 h的催化剂在120 min内甲基橙降解率仅达到52%（如图4曲线d）；而反应温度为120℃、反应时间为18 h的CdS催化剂在120min时对甲基橙降解率达到80%（如图4曲线a）；其它两种催化剂在前60 min 内对甲基橙降解率略有差别，但在60 min后甲基橙的降解率几乎相等（如图4曲线b和c所示）.这表明在反应温度为120℃，反应时间为18 h条件下，以二乙醇胺为模板剂，所制备的CdS纳米微粒对甲基橙降解效果最好.图3 CdS样品的扫描电镜图Figure 3 The SEM image of sample CdS（a-120℃，18 h；b-120℃，10 h；c-180 ℃，10 h；d-180 ℃，18 h）图4 不同CdS纳米微粒催化剂对甲基橙的光催化活性Figure 4 Photocatalytic activity of different CdS nanoparticles on methyl orange（a-120℃，18 h；b-120℃，10 h；c-180 ℃，10 h；d-180 ℃，18 h）3 结论本文采用简单、便捷的水热合成法制备出了CdS纳米微粒催化剂，用XRD、TEM、SEM等手段对制备的样品进行了结构表征，并研究了不同制备条件下所得的催化剂对甲基橙的光催化活性.研究结果说明，制备的CdS纳米微粒是六方晶相结构，制备条件为120℃、18 h的纳米CdS催化剂的微粒分散程度相对较好，比表面积大，对甲基橙的催化降解效果最好，在催化120 min时降解率达到80%.参考文献【相关文献】〔1〕Thiruvenkatachari R，Vigneswaran S，Moon I S.A review 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