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硒化物纳米材料因其具有优异的物理、化学性能,而在材料方向的科学研究和器件应用领域中有着良好的应用前景。现今,硒化物纳米材料已成为科学家们研究的热点。硒化铟(In2Se3)半导体纳米材料已在太阳能电池、锂电池、相变存储器、光电探测器等领域展现了广阔的应用潜力,其对研究人员产生了极大的吸引力。因此探究绿色、有效的方法制备具有优异性能的硒化铟半导体纳米材料及其相关应用的研究是具有重大意义的。本文主要以硒化铟半导体纳米材料为研究对象,通过对其形貌和尺寸进行有效调控而得到制备硒化铟半导体纳米材料的新的技术手段。同时对所制备的硒化铟纳米材料进行表征,探索其光学性能以及在光催化领域的应用。具体内容如下:
(1)自然条件下晶体沿高能晶面方向生长以降低其表面能,导致在材料中具有较高的光催化活性的高能晶面的含量通常较低。在本论文工作中,我们在乙二胺四乙酸(EDTA)的辅助下,水热合成了主要暴露{110}晶面的伽马相硒化铟纳米材料(γ-In2Se3)。其中EDTA的用量比在调节{110}晶面的暴露中起着关键作用。研究发现通过添加0.04M的EDTA,可以制得具有{110}晶面高暴露的四角棱柱形伽马相硒化铟纳米材料。伽马相硒化铟纳米材料的形貌、结构、化学组成和光学性质通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和光致发光光谱(PL)来表征。本文通过对四环素(TC)的光催化降解来探究γ-In2Se3的光催化性能,研究表明用浓度为0.04M的EDTA制备的四方棱柱形γ-In2Se3纳米材料具有最佳活性,大约是未添加EDTA制备的锥形γ-In2Se3的1.9倍。我们的结果揭示了一种调控γ-In2Se3{110}晶面的新方法。
(2)通过绿色、简单的水热法,分别以无水乙醇和氢氧化钠水溶液为溶剂,成功地制备了光滑球状和花状的γ-In2Se3。用XRD,SEM,EDS,XPS,拉曼光谱,紫外-可见吸收光谱和PL光谱对合成的γ-In2Se3纳米材料的微观形貌、结构、化学组成和光学性质进行表征。紫外-可见吸收光谱表明,光滑球状和花状的γ-In2Se3在可见光和近紫外光区均具有显著的光吸收,吸收阈值约为900nm。在这项工作中,我们发现十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的剂量在硒化铟纳米材料的形成中起着重要的作用。结果显示,当CTAB的剂量为0.15g(氢氧化钠水溶液)和0.50g(无水乙醇溶液)时合成的γ-In2Se3纳米球具有最佳形态和优异光学性能。
(1)自然条件下晶体沿高能晶面方向生长以降低其表面能,导致在材料中具有较高的光催化活性的高能晶面的含量通常较低。在本论文工作中,我们在乙二胺四乙酸(EDTA)的辅助下,水热合成了主要暴露{110}晶面的伽马相硒化铟纳米材料(γ-In2Se3)。其中EDTA的用量比在调节{110}晶面的暴露中起着关键作用。研究发现通过添加0.04M的EDTA,可以制得具有{110}晶面高暴露的四角棱柱形伽马相硒化铟纳米材料。伽马相硒化铟纳米材料的形貌、结构、化学组成和光学性质通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和光致发光光谱(PL)来表征。本文通过对四环素(TC)的光催化降解来探究γ-In2Se3的光催化性能,研究表明用浓度为0.04M的EDTA制备的四方棱柱形γ-In2Se3纳米材料具有最佳活性,大约是未添加EDTA制备的锥形γ-In2Se3的1.9倍。我们的结果揭示了一种调控γ-In2Se3{110}晶面的新方法。
(2)通过绿色、简单的水热法,分别以无水乙醇和氢氧化钠水溶液为溶剂,成功地制备了光滑球状和花状的γ-In2Se3。用XRD,SEM,EDS,XPS,拉曼光谱,紫外-可见吸收光谱和PL光谱对合成的γ-In2Se3纳米材料的微观形貌、结构、化学组成和光学性质进行表征。紫外-可见吸收光谱表明,光滑球状和花状的γ-In2Se3在可见光和近紫外光区均具有显著的光吸收,吸收阈值约为900nm。在这项工作中,我们发现十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的剂量在硒化铟纳米材料的形成中起着重要的作用。结果显示,当CTAB的剂量为0.15g(氢氧化钠水溶液)和0.50g(无水乙醇溶液)时合成的γ-In2Se3纳米球具有最佳形态和优异光学性能。