独立分散纳米硫化铅的液相平衡控制合成及表征开题报告

全文总字数：2664字

1. 研究目的与意义

硫属化合物半导体因具有重要的非线性光学性质、发光性质及其它重要的物理化学性质等，而受到物理、化学和材料学家的高度重视。作为一类重要的直接带隙半导体材料，硫属化合物已展示了其广阔的应用前景，如广泛应用于各种发光装置，激光与红外探测器件、光化学催化剂和光敏传感器等领域。随着粒子尺寸的减小，由于量子尺寸效应，硫族半导体纳米材料呈现出一系列与体相材料截然不同的特异性质，如光吸收和荧光发射显著增强并发生蓝移，光学三阶非线性响应速度显著提高等，有望成为制造新- -代固态电子、光电子器件的材料硫族半导体纳米材料较强的荧光性能可以用作生物学上的荧光标记物未来的研究趋势是如何控制和合理设计纳米结构组件及由纳米组分构成的体相材料。

pbs是一种重要的直接带隙的半导体材料。pbs晶体中含硫较多时是一种p型半导体，当含铅较多时是一-种n型半导体。pbs具有相对较大的激子波尔半径(18nm)，这导致其具有较强的电子空穴对限域效应和较大的光学非线性系数，成为一种研究量子尺寸效应的典型材料，它的量子束缚效应程度是其它半导体材料的数倍。纳米尺度的pbs能带从近红外蓝移到可见光区域，呈现出奇异的光学性质和电学性质,因而在非线性光学装置、红外探测器和太阳能

接收器的应用方面得到广泛研究。

2. 国内外研究现状分析

目前纳米硫化铅的制备方法仍是以物理化学方法为主，这些研究不论在方法、应用还是机理方面都已经取得了重大的进展，积累了丰富的成果。随着环境友好、绿色化学等思想的转变，人们趋向于寻找更为简单、绿色的合成方法。

1.物理化学法

目前,物理化学法研究相对成熟,制备纳米硫化铅的方法主要有水热法、溶剂热法、微波法、超声化学法、电子束辐射法、相转移法、还原法等。

3. 研究的基本内容与计划

要增加纳米pbs晶体的产量，就是要减少pbs的过饱和度，但是在碱性水溶液条件下，会促进h₂s的水解，进而产生较多s^2-。另外，pbs在水中的溶解度很小，两者都易形成pbs沉淀。故可以采取两方面的方法改进：1.增大pbs的溶解度s，主要通过升高温度和选择良溶剂来实现。2.减小有效浓度商q，即减小pb² 和s^2-的浓度。综上所述，选择聚醚作溶剂，加入edta做络合剂，控制体系最低ph为2.68左右进行实验，并利用多种分析方法进行表征。本实验主要分为3部分：1.非水酸性体系nis纳米晶的合成；2.探索合适的物料比和条件下制备较多的nis纳米晶；3.利用多种分析方法表征。

实验方案

材料

4. 研究创新点

在一般的碱性水溶液条件下制备PbS纳米晶，反应速度过快不易控制容易沉淀。所以考虑是否可以在非水酸性体系下制备PbS纳米晶。因聚醚相对于水来说有较高的沸点，故可升温到200℃左右，以增加PbS在聚醚中的溶解度。基于此本反应需要在高温条件下缓慢进行。另外，在体系中加入EDTA络合Pb² 减小Pb² 浓度，同时加入HCl控制体系pH，使反应能够更好的控制。