半导体金属硫化物纳米材料的控制合成及其光学、光催化性能研究
发布时间：2023-02-18 22:30
本论文主要以硫代乙酰胺和L-半胱氨酸作为硫源,通过绿色环保、经济、简便、高效的液相法制备得到了几种特殊形貌的半导体金属硫化物纳米材料:PbS纳米立方体,PbS纳米棒,PbS纳米米粒,花状纳米CuS,玫瑰状纳米MoS2以及海胆状纳米γ-MnS。通过一系列表征手段对其物相、形貌进行了表征,探索了它们可能的形成机理,并对相关材料的光学性能(光学吸收性能、光致发光性能)和光催化性能进行了研究。1.以三水合醋酸铅(Pb(CH3COO)2·3H2O)为铅源,硫代乙酰胺(CH3CSNH2,简称TAA)为硫源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为辅助,通过控制Pb(CH3COO)2·3H2O/CH3CSNH2的摩尔比和反应温度,在低温水溶液中成功合成了纳米立方体、纳米棒和纳米米粒三种不同形貌的PbS晶体。通过粉末X-射线衍射仪、X-射线能谱仪、场发射扫描电...
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 纳米材料概述
1.1.1 纳米材料的特殊性质
1.1.2 纳米材料的制备方法
1.2 半导体金属硫化物纳米材料概述
1.2.1 半导体金属硫化物纳米材料的特性
1.3 半导体金属硫化物纳米材料的合成及其光催化研究进展
1.3.1 纳米PbS
1.3.2 纳米MnS
1.3.3 纳米CuS
1.3.4 纳米MoS2
1.4 本论文的主要研究目的和研究内容
1.4.1 本论文的主要研究目的
1.4.2 本论文的主要研究内容
第2章 多形貌纳米PbS的控制合成及其光学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 PbS纳米立方体的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 PbS纳米立方体的物相和化学组成分析
2.3.2 PbS纳米立方体的形貌和微观结构分析
2.3.3 PbS纳米立方体的拉曼光谱(Raman spectrum)分析
2.3.4 PbS纳米立方体的傅立叶变换红外光谱(FT-IR spectrum)分析
2.3.5 PbS纳米立方体的生长机理研究
2.4 不同的反应物摩尔比Pb(CH3COO)2·3H2O/TAA对产物形貌的影响
2.4.1 PbS纳米棒的物相和化学组成分析
2.4.2 PbS纳米棒的形貌和微观结构分析
2.4.3 PbS纳米棒的生长机理研究
2.5 不同的反应温度对产物形貌的影响
2.5.1 PbS纳米米粒的物相和化学组成分析
2.5.2 PbS纳米米粒的形貌和微观结构分析
2.5.3 PbS纳米米粒的生长机理研究
2.6 PbS纳米立方体、纳米棒和纳米米粒的光学性能
2.6.1 紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIRabsorptionspectrum)分析
2.6.2 光致发光光谱(PL spectrum)分析
2.6.3 暗场光散射(DFLS)分析
2.7 本章小结
第3章 海胆状纳米γ-MnS的水热法制备及其光学、紫外光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 海胆状纳米γ-MnS的制备
3.2.3 光催化活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 产物的物相分析
3.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
3.3.3 产物的形貌和微观结构分析
3.3.4 海胆状纳米γ-MnS的生长机理研究
3.3.5 溶剂对产物形貌的影响
3.3.6 硫源对产物形貌的影响
3.3.7 锰源对产物形貌的影响
3.3.8 反应物的摩尔比对产物形貌的影响
3.3.9 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
3.3.10 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
3.3.11 产物的光致发光光谱(PL spectrum)分析
3.3.12 产物的紫外光催化性能分析
3.4 本章小结
第4章 花状纳米CuS的水溶液法制备及其光学、可见光催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 CuS纳米花的制备
4.2.3 光催化活性测试
4.2.4 电极的电化学阻抗(EIS)测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 产物的物相分析
4.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
4.3.3 产物的形貌和微观结构分析
4.3.4 花状纳米CuS的生长机理研究
4.3.5 铜源对产物形貌的影响
4.3.6 表面活性剂对产物形貌的影响
4.3.7 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
4.3.8 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
4.3.9 产物的光致发光光谱(PL spectrum)分析
4.3.10 产物的可见光催化性能分析
4.4 本章小结
第5章 玫瑰状纳米MoS2的水热法制备及其光学、可见光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器
5.2.2 玫瑰状纳米MoS2的制备
5.2.3 光催化活性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 产物的物相分析
5.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
5.3.3 产物的形貌和微观结构分析
5.3.4 玫瑰状MoS2纳米花的生长机理研究
5.3.5 反应温度对产物形貌的影响
5.3.6 硫源对产物形貌的影响
5.3.7 反应物摩尔比(NH4)6Mo7O24·4H2O/TAA对产物形貌的影响
5.3.8 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
5.3.9 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
5.3.10 产物的可见光催化性能分析
5.4 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间主持的科研项目
致谢
本文编号：3745668
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 纳米材料概述
1.1.1 纳米材料的特殊性质
1.1.2 纳米材料的制备方法
1.2 半导体金属硫化物纳米材料概述
1.2.1 半导体金属硫化物纳米材料的特性
1.3 半导体金属硫化物纳米材料的合成及其光催化研究进展
1.3.1 纳米PbS
1.3.2 纳米MnS
1.3.3 纳米CuS
1.3.4 纳米MoS2
1.4.1 本论文的主要研究目的
1.4.2 本论文的主要研究内容
第2章 多形貌纳米PbS的控制合成及其光学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 PbS纳米立方体的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 PbS纳米立方体的物相和化学组成分析
2.3.2 PbS纳米立方体的形貌和微观结构分析
2.3.3 PbS纳米立方体的拉曼光谱(Raman spectrum)分析
2.3.4 PbS纳米立方体的傅立叶变换红外光谱(FT-IR spectrum)分析
2.3.5 PbS纳米立方体的生长机理研究
2.4 不同的反应物摩尔比Pb(CH3COO)2·3H2O/TAA对产物形貌的影响
2.4.1 PbS纳米棒的物相和化学组成分析
2.4.2 PbS纳米棒的形貌和微观结构分析
2.4.3 PbS纳米棒的生长机理研究
2.5 不同的反应温度对产物形貌的影响
2.5.1 PbS纳米米粒的物相和化学组成分析
2.5.2 PbS纳米米粒的形貌和微观结构分析
2.5.3 PbS纳米米粒的生长机理研究
2.6 PbS纳米立方体、纳米棒和纳米米粒的光学性能
2.6.1 紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIRabsorptionspectrum)分析
2.6.2 光致发光光谱(PL spectrum)分析
2.6.3 暗场光散射(DFLS)分析
2.7 本章小结
第3章 海胆状纳米γ-MnS的水热法制备及其光学、紫外光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 海胆状纳米γ-MnS的制备
3.2.3 光催化活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 产物的物相分析
3.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
3.3.3 产物的形貌和微观结构分析
3.3.4 海胆状纳米γ-MnS的生长机理研究
3.3.5 溶剂对产物形貌的影响
3.3.6 硫源对产物形貌的影响
3.3.7 锰源对产物形貌的影响
3.3.8 反应物的摩尔比对产物形貌的影响
3.3.9 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
3.3.10 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
3.3.11 产物的光致发光光谱(PL spectrum)分析
3.3.12 产物的紫外光催化性能分析
3.4 本章小结
第4章 花状纳米CuS的水溶液法制备及其光学、可见光催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 CuS纳米花的制备
4.2.3 光催化活性测试
4.2.4 电极的电化学阻抗(EIS)测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 产物的物相分析
4.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
4.3.3 产物的形貌和微观结构分析
4.3.4 花状纳米CuS的生长机理研究
4.3.5 铜源对产物形貌的影响
4.3.6 表面活性剂对产物形貌的影响
4.3.7 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
4.3.8 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
4.3.9 产物的光致发光光谱(PL spectrum)分析
4.3.10 产物的可见光催化性能分析
4.4 本章小结
第5章 玫瑰状纳米MoS2的水热法制备及其光学、可见光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器
5.2.2 玫瑰状纳米MoS2的制备
5.2.3 光催化活性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 产物的物相分析
5.3.2 产物的X射线光电子能谱(XPS)分析
5.3.3 产物的形貌和微观结构分析
5.3.4 玫瑰状MoS2纳米花的生长机理研究
5.3.5 反应温度对产物形貌的影响
5.3.6 硫源对产物形貌的影响
5.3.7 反应物摩尔比(NH4)6Mo7O24·4H2O/TAA对产物形貌的影响
5.3.8 产物的比表面积与孔隙度分析(Brunauer-Emmett-Teller)分析
5.3.9 产物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectrum)分析
5.3.10 产物的可见光催化性能分析
5.4 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间主持的科研项目
致谢
本文编号：3745668
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