金属Cd水热法硫化制备CdS及性能研究开题报告

全文总字数：1180字

1. 研究目的与意义

本文拟使用金属Cd水热法硫化制备CdS，这种方法有很大的优势，设备简单，操作易上手，原料不复杂，为半导体的制备提供新的途径。

2. 国内外研究现状分析

1. 引言

cds是一种重要的半导体材料，有闪锌矿型和纤锌矿型两种同素异形体。作为一种过渡金属硫化物，由于其禁带范围较宽，具有直接跃迁型能带结构及发光色彩比较丰富等特点，在太阳能转化、非线性光学、光电子化学电池和光催化方面具有广泛的应用^[1-2]。纳米结构的材料具有独特的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，cds纳米材料显示出许多独特的光电性能，在传感器、红外窗口材料等许多领域有着广泛的应用，是纳米材料合成领域的研究热点之一，国内外学者对纳米cds 的制备、性质及其在荧光材料中的应用进行了广泛而深入的研究^[3-5]。由于制备方法不同，所得到的cds纳米粒子的相结构、粒径、分散性和纯度等各不相同。因此，它们的属性，如光电性能，便会极大地依赖于所采用的制备方法。cds纳米微粒的制备方法在向着粒径可控、分布可控、稳定性高的方向发展^[6]。制备纳米材料的方法主要可分为化学法和物理法，而从制备的状态来分又可以分为固相法、液相法和气相法3类。本文仅就近年来常见的合成cds纳米材料的方法进行阐述，着重金属cd水热法硫化制备cds及其性能研究，并展望其未来发展。

2. cds的基本特征

cds是一种典型的Ⅱb-Ⅵa族半导体材料，波尔半径为2.4nm，禁带宽度为2.42ev。其导带电子具有较强的还原性，从而在可见光分解水制氢、光催化降解水（或空气）中有机（或无机）污染物及二氧化碳还原方面具有较好的潜力。但由于光量子效率低，及光腐蚀现象而不能广泛应用^[7]。纳米cds材料具有不同于体相材料，又有别于单个分子的特殊性质，是一种良好的窗口层和过渡层材料^[8]，广泛应用于光伏电池、光敏器件、传感器、激光器和非线性集成光电器件等领域^[9-11]。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.金属cd水热法硫化制备cds，并进行表征；

2. cds光催化制氢性能研究。

4. 研究创新点

制备纳米材料有很多种方法，大多方法具有工艺条件苛刻、原料毒性大、设备要求复杂以及产物晶型和尺寸难以控制等缺点，而液相法中的水热法由于设备简单、操作简便、产物产率高、结晶良好，在合成纳米材料方面表现出了良好的多样性，从而得到越来越多的应用。

为了研究不同制备CdS的方法，本课题通过水热法，使用金属Cd硫化制备CdS，并研究其性能，探索简单、温和的制备方法以实现对CdS纳米晶的相组成、尺寸和形貌可控合成。此方法具有工艺简单，耗能低，无污染，设备投资小，生产成本低，生产效率高等特点，因此有很高的可研究性。