硒化物量子点及其聚合物纳米复合薄膜的制备与光学性质研究

来源 :云南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sk01230147
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点(QDs)因独特的结构特点表现出量子限域效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应以及介电限域效应等优异特性,使其成为一种新型功能材料。目前量子点的制备技术与应用已取得极大的进展,逐步迈向商业化,并显现出巨大的商业价值,影响着人们生活的方方面面。纵观我国量子点器件的发展历程,其技术水平与世界大国相比仍存在较大的差距,而这正是制约其发展的关键所在。加大对量子点材料的研发是奠定我国科技产业发展的基石。硒化物作为半导体材料中的重要一员,在自然界内储量丰富,具有优异的光伏效应、光催化效应和光电导效应等光电性能,带隙范围处于0.3-3 e V之间,是典型的窄带隙材料,在光电子学、生物医学、非线性光学以及电磁学等领域都存在独特的应用优势,同时硒化物材料在价格方面成本低廉,在环保方面具有环境友好性,在制备方面操作简单,在产物方面结晶性好且尺寸易控。而且随着材料制备技术的不断发展,柔性材料逐渐成为一个重要的研究方向,由量子点和聚合物复合而成的宽色域、薄厚度、高效发光薄膜有望在柔性设备中得到应用,值得我们进一步发掘和研究。本论文分别选用二硒化钨(WSe2)、二硒化铂(Pt Se2)、二硒化锡(Sn Se2)和硒化锗(Ge Se)四种硒化物作为研究对象,采用简便易行、成本低廉、易规模化生产的液相超声剥离法(LPE),结合研磨、超声、离心制备得到分布均匀、尺寸可控的高质量二硒化钨量子点(WSe2 QDs)、二硒化铂量子点(Pt Se2 QDs)、二硒化锡量子点(Sn Se2 QDs)和硒化锗量子点(Ge Se QDs),利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)、光致发光光谱(PL)、光致发光激发光谱(PLE)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis),对四种QDs进行了尺寸形貌、结构组成及光学性质的表征和测试,并将这四种QDs分别与三种聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS))通过共混法制备得到硒化物量子点聚合物纳米复合薄膜,利用UV-Vis和PL测试对复合薄膜的光学性质进行了分析研究,为拓展硒化物量子点及其聚合物纳米复合薄膜材料的进一步应用提供了可靠的实验依据。本论文主要工作及结论如下:(1)采用LPE法制备得到WSe2 QDs、Pt Se2 QDs、Sn Se2 QDs和Ge Se QDs四种QDs,从尺寸形貌、物相结构、光学性质等方面进行了系统地研究,结果表明:四种QDs平均粒径均小于5 nm,分散性良好,尺寸分布符合高斯分布;四种QDs的XRD衍射特征峰均与标准PDF卡一致,Raman特征振动峰明显;在紫外到红外区域都有吸收,并且光致发光特性优异;四种QDs的PL和PLE图谱都出现了斯托克斯位移,有明显的荧光效应,其中Pt Se2 QDs的荧光最好。(2)通过改变离心转速对Sn Se2 QDs和Ge Se QDs进行了尺寸调控研究,制备得到平均尺寸分别为1.9 nm,2.7 nm,3.3 nm的三种Sn Se2 QDs和平均尺寸分别为2.3 nm,3.7 nm的两种Ge Se QDs,并进行了尺寸形貌、物相结构及光学性质的系统研究,结果表明这两种QDs都产生了明显的量子尺寸效应。(3)将WSe2 QDs、Pt Se2 QDs、Sn Se2 QDs和Ge Se QDs分别与PMMA、PVA及PDMS混合制备QDs/聚合物复合薄膜,采用共混后直接成膜和共混后旋涂成膜两种涂膜方式共制备了二十四种QDs/聚合物纳米复合薄膜,并对薄膜的光学性质进行了相应研究。研究结果表明:两种成膜方法都可以增强QDs的光致发光及光吸收性能,其中,共混直接成膜制备的样品成膜性更好,但QDs的分散性不易控制;共混旋涂成膜法制备的薄膜厚度更薄,QDs的分散性良好,但光致发光及光吸收性能提升较少。在二十四种薄膜中,QDs/PDMS复合薄膜的光致发光性能和光吸收性能最优的居多,QDs/PMMA复合薄膜性能次之,QDs/PVA复合薄膜光学性能提升最少。
其他文献
玉米(Zea mays L.)作为世界上播种面积最大和产量最高的粮食作物,其种子萌发直接关系到玉米产量的稳定。玉米种子萌发过程中的分子调控关系正是本研究的重点。课题组前期发现ZmMYB59基因在玉米种子萌发阶段特异性表达;异源表达的转基因植株表现出萌发抑制的表型,主要反映在萌发率和内源赤霉素(GA)水平的显著降低。本研究利用玉米ZmMYB59超表达和zmmyb59功能缺失突变体材料,研究ZmMYB
学位
草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是近年来农业上重要的入侵性害虫,具有较强的繁殖能力、适应性和迁飞能力,严重威胁我国粮食安全生产。目前化学防治仍是防控草地贪夜蛾危害的主要手段之一,杀虫剂的使用除对靶标昆虫有直接致死作用外,还可能存在亚致死效应,包括影响昆虫的生长发育、交配繁殖等,甚至产生继代影响。目前杀虫剂对草地贪夜蛾亚致死效应的相关研究鲜见报道,本研究选用氯虫苯甲酰胺、呋虫胺和
学位
学位
利用太阳能或其它低热源供能,从空气中提取水分,可在海岛及偏远地区提供生活及饮用水。当前大气集水系统热力循环过程较复杂,能量利用率及传热效率不高,吸附、脱附性能仍需改进。针对此问题,本文以活性炭纤维为载体,通过单一浸渍或混合浸渍不同浓度的聚乙烯醇、氯化锂、氯化钙,制备了了一种高效复合吸附剂。基于所制备的吸附剂设计并搭建了一套大气集水系统。系统依靠吸附剂在夜间捕获大气中的水蒸气,白天通过太阳能将吸附剂
学位
台湾乳白蚁Coptotermes formosanus是一种对农业以及木质建筑危害性很高的昆虫,其体内含有大量的不饱和脂肪酸,影响白蚁的能量代谢和各种社会行为,包括信息素的合成、表皮形成、能力储存和抗寒耐旱等特性。在众多参与脂肪酸类化合物合成的催化酶中,脂肪酸去饱和酶在不饱和脂质的合成反应中起到十分关键的作用,与白蚁体内的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸的合成密切相关,但目前为止,脂肪酸去饱和酶desa
学位
本文提出一种基于超声雾化的太阳能闪蒸海水系统,该系统采用复合抛物面聚光器(Compound parabolic concentration,文中简称为CPC)进行集热供能,利用超声波将海水雾化成微米级液滴,增加了海水的比表面积,使海水更容易被汽化,提高了产淡水速率和能量利用效率。本文首先通过实验得出产水性能影响因素的最优值,然后在最优值条件下对比了海水和海水水雾产生的产淡水速率。最后对比了夏冬季在
学位
随着人口增长和物质生活的提高,餐厨垃圾产量与日俱增,餐厨垃圾常具有含量较高的水分、油脂、盐分、有机质等特点,危害性与资源性并存。一方面,若餐厨垃圾得不到适当的处理,将会对人类生存环境造成威胁;另一方面,如果使餐厨废弃物实现无害化和资源化使用,将对我国经济和能源的可持续发展产生积极意义。所以,怎样合理地解决餐厨垃圾的处置问题一直是全世界所关心的问题。在常规的处置方法中,厌氧消化技术以其优越的经济性和
学位
耕地作为粮食生产必不可缺的物质,其面积和质量是我国赖以生产和发展的基础。由于先天自然条件、城市化进程、滥用化肥等原因,我国面临耕地减少和质量下降的问题。党中央和国务院对此问题高度重视,多次强调和采取土地整治的方式改善农地生产条件,提高生产力,起到缓解人地矛盾、提升社会稳定、推动共同富裕的目的。然而现有土地整治项目多为自上而下推进,缺少对农民实际感受和想法的关注。同时从文献研究来看,对以农户满意度为
学位
蔬菜废弃物中含有较高的有机质和水分,运用厌氧消化技术对其进行处理不但可以降低蔬菜废叶处置不当对环境造成的污染,而且可以回收能源缓解今后的资源紧缺问题,因此对蔬菜废弃物的厌氧消化工艺及其效能进行探究具有重要意义。本文首先采用批量发酵装置探究混合蔬菜废弃物的产甲烷潜力及特性,然后利用新型CSTR反应器处理混合蔬菜浆,最后采用EGSB和新型AF处理蔬菜沼液,探究厌氧消化工艺处理蔬菜废弃物的稳定性、处理效
学位
放线菌是一种极具研究价值的微生物,现已从中开发出了许多具有应用价值的抗生素、酶和酶抑制剂等,虽然超过60%的抗生素都是由放线菌产生的,但其中大部分是链霉菌属的次级代谢产物。放线菌资源挖掘及应用的黄金年代为20世纪50-70年代,这之后,由于细菌对抗生素的耐药机制增强,从普通放线菌中提取出有价值的活性产物的难度逐渐增加,由此,对于有价值的放线菌资源的开发挖掘迫在眉睫。于是国内外对于放线菌资源的挖掘从
学位