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以ZnSO<,4>·7H<,2>O、Zn(NO<,3>)<,2>·6H<,2>O)、Zn(Ac)<,2>·2H<,2>O和Na<,2>S·9H<,2>O为原料,用室温固相法和高温能量球磨法,并添加适当的表面活性剂制备纳米ZnS,用X射线衍射分析(XRD),透射电镜(TEM)等方法对产物结构、组成、大小、形貌进行了表征。讨论了不同原料、表面活性剂及生产工艺对纳米ZnS的结构及形貌的影响,以及在加入表面活性剂后,影响纳米ZnS形成棒状结构的因素。并分别探讨了这两种制备方法的反应机理。
实验结果表明:室温固相法制备ZaS纳米材料,在不添加表面活性剂时,所得产物为β-ZnS,且结晶度较低,平均粒径约80~110nm,形貌为球形。加入表面活性剂聚乙二醇(PEG),则平均粒径约20~30nm,形貌为球形且无明显团聚现象。形成纳米棒状结构的形貌与PEG的聚合度和研磨后放置时间有关,随着聚合度的增大,棒状结构的直径和长度都有所增加,但聚合度过大则PEG的链状结构不能在反应中完全展开,起不到模版剂的作用,得不到棒状产物。随放置时间增长,棒状结构的长度增加,直径基本不变。
高温能量振动球磨法制备纳米ZnS所得产物为由立方相向六方相转化的ZnS纳米晶,在乙醇中二次分散后的粒度在200~300nm之间;高温能量转动球磨法制备纳米ZnS,加热到300℃,所得产物为六方相纳米ZnS,即α-ZnS,产物的结晶度较高。在乙醇中二次分散后的粒度,在100~200nm之间。