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ZnS納米材料概述介于1-100nm之間的材料[1]的“物質(zhì)的狀態(tài)”。當(dāng)物質(zhì)的線度減小到納米尺度時(shí),將顯示格外特的效應(yīng):1、小尺寸效應(yīng):納米材料中子密度減小,使得材料的聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性消滅轉(zhuǎn)變。2、外表吸波率、涂料的遮蓋率、殺菌的效率等。3能級(jí)四周的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散并使能隙變寬的現(xiàn)象叫納米材料的量子尺寸效應(yīng)。4、宏觀量子隧道效應(yīng):納米材料中的粒子具有穿過(guò)勢(shì)壘的力量。宏的“反常現(xiàn)象”,從而消滅了很多不同于常規(guī)固體的穎特性,在催化、發(fā)光材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料、精細(xì)陶瓷材料等領(lǐng)域展現(xiàn)了寬闊的應(yīng)用前景[2]。作為過(guò)渡金屬硫化物的硫化鋅〔ZnS〕,是具有較寬直接帶隙的ⅡB-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料。ZnS納米材料是用途格外廣的光電材料,由于具有較高的紅外[34]。此外還具有高的外表效應(yīng)和煅燒體積效應(yīng),因而顯示出很多特異的光電泛的用途[5]。在ZnS中摻入肯定量的Mn2+得到一種摻雜半導(dǎo)體納米微晶材料ZnS∶Mn2+,1994年首次報(bào)道了ZnS∶Mn2+,發(fā)光測(cè)試說(shuō)明ZnS∶Mn2+的衰減時(shí)間比體材料縮短了5個(gè)數(shù)量級(jí),表觀量子發(fā)光率高達(dá)18%。這種快響應(yīng)、高效率、獨(dú)立存在力量鋅的禁帶寬度約為3.65eV路。因而錳離子摻雜硫化鋅(ZnS:Mn)半導(dǎo)體納米微晶發(fā)光材料有廣泛的潛在應(yīng)用前景,引起學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注,對(duì)其發(fā)光機(jī)理、制備方法、實(shí)際應(yīng)用進(jìn)展了深入爭(zhēng)論[6]。ZnS納米材料制備方法固相法生固相化學(xué)反響,進(jìn)而制得硫化鋅的方法。一般認(rèn)為[7],固相化學(xué)反響過(guò)程經(jīng)受四個(gè)階段:集中—反響—成核—生長(zhǎng),當(dāng)產(chǎn)物成核速度大于生長(zhǎng)速度時(shí),有利于生成納米微粒;假設(shè)生長(zhǎng)速度大于成核速度,則形成塊狀晶體。因此,假設(shè)有少該方法的突出特點(diǎn)是操作便利,制備工藝簡(jiǎn)潔,轉(zhuǎn)化率高,粒徑均勻,且粒度可反響引起的粒子團(tuán)聚現(xiàn)象。馬國(guó)峰等[8]用二水合醋酸鋅和Na2S·9H2O作反響物,參加氯化鈉和乙二醇作分散劑經(jīng)過(guò)混合、研磨、反響、洗滌、枯燥、煅燒等過(guò)程制備出粒徑為20nm的硫化鋅。液相法微乳法或反膠束法油包水微乳液中反相膠束的微液滴或稱(chēng)“水池”分散過(guò)程交換“水池”中的物質(zhì),反膠束中的反響速率同膠束間的交換過(guò)程相競(jìng)劉紅華[9]用硫化鈉溶液和硝酸鋅溶液分別參加適量的GSG并參加油相正己/膠團(tuán)溶液,將兩種反膠團(tuán)溶液混合攪拌,經(jīng)過(guò)洗滌枯燥得到納米ZnS粉體。乳狀液法〔或乳狀液〕是指兩種互不相溶的液體,在肯定量的乳化劑存在下,一〕以微液滴狀形式分散在另一相〔如油〕中所形成的體系。與微乳液體此為反響場(chǎng),進(jìn)展各種特定的反響,可以制得納米級(jí)粒子。江元汝等[10]以正庚烷為油相,ZnCl2和硫代乙酰胺水溶液為水相,以山梨糖10-30nm納米ZnS。曾貴玉等[11]TAA的水溶液為水相,以Span80和Tween80復(fù)配外表活性劑〔HLB值為6〕為乳化劑,承受超聲波分散法制備出粒徑分布窄,大小約為40nm的ZnS粒子。水熱制備法〔或接近臨界溫度〕,在反響體系出細(xì)小的ZnS微晶,并且水熱晶化過(guò)程中能有效地防止納米硫化物氧化。錢(qián)逸泰等[12]利用Z〔CH3CO2和N2S150℃水熱處理后制備出納米級(jí)ZnSZnS〔閃鋅礦6nm。400~500cm-1范圍內(nèi)具有良好的紅外透射率。均勻沉淀法生成,并借助外表活性劑防止顆粒團(tuán)聚,從而獲得均勻分散的納米顆粒。以硫代乙酰〔TAA〕和硝酸鋅〔Zn〔NO3〕2〕為反響前驅(qū)體,以肯定量的硝酸HN3〕pH值為1~20.45m的微孔膜過(guò)濾,恒溫沉化一段時(shí)間成OP〔氨水預(yù)冷至30~40nm的球形ZnS微粒[13]。-凝膠法溶膠-凝膠法是承受金屬有機(jī)化合物為前驅(qū)體,經(jīng)過(guò)化合或水解、縮聚而成好等優(yōu)點(diǎn)。ZHANGY[14]等開(kāi)發(fā)的型溶膠—凝膠法制備納米半導(dǎo)體顆粒的過(guò)程如下:H2S反響,最終在膜的孔內(nèi)形成ZnS顆粒,粒子平均直徑為2.5nm,屬閃鋅礦。高分子模板法納米材料的方法,該方法的特點(diǎn)是可以制備更多特別形態(tài)的納米粒子。為模板,用氯80-100nm范圍,殼層的厚度約為20-30nm。熱降解法其特征是沉淀產(chǎn)物源于同一母液〔或母體〕。Revaprasadu等將肯定量的EtZnS2CNEt分散于TOP中,然后注入250℃TOPO中,恒溫?zé)峤到猓玫絑nS粒子的粒徑分布為3.9~4.9nm,呈立方晶型。氣相法氣相聚攏或氣相沉積法是制備納米顆粒的一種常用方法。該方法是在低壓撞等作用下失去動(dòng)能,進(jìn)而聚攏成肯定尺寸的納米晶粒。鄧玉榮[16]等利用碳納米管層作為硫化氫氣體的空間限制反響的模板,讓硫可以制備出直徑為70nm左右的ZnS納米球。ZnS納米材料的應(yīng)用與進(jìn)展在化工上的應(yīng)用ZnS在化工生產(chǎn)中主要應(yīng)用于油漆和塑料中,由于其白色不透亮性及不溶于水、有機(jī)溶劑、弱酸、弱堿等,在油漆中成為重要的顏料。ZnS顏料在器材、蠟紙、金屬板上涂上很薄的一層就具有比較高的遮蓋力。納米ZnS較一般ZnS白度更強(qiáng),遮蓋力更高。納米ZnS易分散、不易團(tuán)聚,為中性的白色,且具有良好的分散劑的組分,參加納米ZnS會(huì)使這些材料的性能更優(yōu)越。在陶瓷上的應(yīng)用ZnS因其良好的燒結(jié)性能,而廣泛用于陶瓷生產(chǎn)上。單分散顆粒的ZnS粉體的燒結(jié)性能高于團(tuán)聚體ZnS的燒結(jié)性能,且隨粒徑的減小,燒結(jié)性能增加。納米ZnS的參加會(huì)降低燒結(jié)溫度,改善陶瓷產(chǎn)品的光滑度,納米ZnS粉體添加到陶瓷釉料中,還具有保潔殺菌的功能。在發(fā)光材料上的應(yīng)用ZnS是迄今為止電致發(fā)光材料的最正確基質(zhì)之一,應(yīng)用于很多領(lǐng)域,如等離子〔如場(chǎng)放射顯示〕、陰極射線管〔用于雷達(dá)、電視及示波器〕材料。此外,它還應(yīng)用于傳感器,X射線熒光檢測(cè),也可用于制作光電〔太敏感元件、納米材料激光制作及用于制造特別波長(zhǎng)掌握的光電識(shí)別標(biāo)志。納米ZnS基發(fā)光材料因其具有熱紅外透亮性、熒光、磷光等穎的光電物理特性[17,18]。尤其是在納米ZnS基質(zhì)中摻入Cu2+、Mn2+等過(guò)渡金屬離子或其他稀土離子做激活劑時(shí),會(huì)轉(zhuǎn)變ZnS內(nèi)部的能帶構(gòu)造,形成各種不同能級(jí)的發(fā)光中心,從而其進(jìn)展摻雜,制備出多波段的過(guò)渡金屬離子摻雜的ZnS基發(fā)光材料[19,20]。岳利青等[21]用溶膠-凝膠法,通過(guò)直接摻雜Mn2+得到發(fā)白光的納米ZnS。楊萍等覺(jué)察Cd2+摻雜的ZnS納米晶試樣的熒光強(qiáng)度顯著提高。在光催化上的應(yīng)用由于納米ZnS是一種光子材料,能產(chǎn)生光子空穴,量子尺寸效應(yīng)帶來(lái)的能級(jí)轉(zhuǎn)變、能隙變寬使其氧化復(fù)原力量增加,是優(yōu)異的光催化半導(dǎo)體。將納米ZnS包粉體添加到人造纖維中制成殺菌纖維。胡勁松等[22]制備的直徑約為60nm的具有多孔的ZnS納米顆粒對(duì)染料曙紅的光降解表現(xiàn)出比納米晶材料和商用二氧化鈦納米顆粒更高的光催化活性,可以用于諸如從水中制氫、CO2的光復(fù)原、有機(jī)光多光催化領(lǐng)域。其他方面的應(yīng)用徐甲強(qiáng)等

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