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纳米结构材料因其独特的光、电、磁和机械性能,在纳米器件和功能材料等诸多领域具有潜在的应用。通过调研大量文献发现,纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着直接影响。如何实现对纳米材料的结构、性能的有效调控,是本论文的研究目标。本论文通过水热法成功地合成出了CdS的多种纳米结构,实现了在合成过程中对尺寸和形貌的调控,并对花形CdS纳米结构的光催化性能进行了测试。主要完成了以下研究工作:
1、以Cd(NO3)2·4H2O,SC(NH2)2等为起始原料,采用水热法得到了多种形貌和粒径分布的CdS纳米粒子。利用XRD、SEM、光致发光谱PL等表征手段研究了温度、时间以及pH值等生长条件对CdS纳米粒子生长的影响。通过对化学水浴法沉积CdS薄膜的研究,探讨了氨-硝酸镉-硫脲溶液体系对沉积CdS薄膜的作用。
2、以乙二胺(C2H8N2)为模板,采用水热法得到了CdS纳米棒簇。通过控制合适的反应条件,我们可以获得尺寸与形貌可控,结晶性良好的CdS纳米棒簇。并在此基础上探讨了CdS纳米棒簇的生长机理。
3、通过水热法直接制备得到花形CdS纳米结构。为了探讨其自组装生长机理,进行了基于时间和温度的一系列正交实验,并进行XRD和SEM表征。然后结合已有的实验结果,对不同CdS纳米结构自组装过程进行了深入的研究。
4、利用制备好的花形CdS纳米结构对甲基橙溶液进行光催化降解研究。通过与普通CdS粉体的光催化降解效率对比,显示了花形CdS纳米结构突出的光催化性能。进-步对花形CdS纳米结构的各种光催化条件进行了研究,得出最优条件,为进一步工业化大规模处理污水的研究工作提供实验和理论依据。