纳米硫化铜溶胶的制备和表征开题报告

全文总字数：3330字

1. 研究目的与意义

20世纪80年代中期以后,纳米材料真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点，其研究的内涵逐渐从纳米颗粒粉体、合成块体以及复合材料走向纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系。如果说前一阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点则更强调按照人们的想法和意愿来设计、组装、创造新的体系，更有目的性的使该体系具有人们所希望的特性。

无论是金属还是半导体，单分散零维量子点自组装成超晶格结构的技术都已经比较成熟，所以最近几年的研究热点开始集中到一维的结构单元如何能够有序的组装成二维甚至更高级的结构，这就不仅使研究纳米结构的光、电、磁等方面的性质随尺寸与维度的变化成为可能，还可能为功能纳米电子器件、纳米激光器等的研制打下基础。

纳米半导体材料由于具有独特的光电性能及其在光电器件、催化等领域潜在的应用前景，广泛地引起了研究者的兴趣。尤其是硫族化合物半导体，具有重要的非线性光学性质、发光性质、量子尺寸效应及其它重要的物理化学性质，虽然现已合成了多种类型的硫化物，但是合成路径及其结构尚需进一步研究。

2. 国内外研究现状分析

在发光应用上的研究

纳米硫化铜是一种重要的半导体材料，与块体硫化铜相比，由于量子尺寸效应其屏蔽效应减弱，电子-空穴库伦作用增强，从而使激子结合能和振子强度增大，纳米硫化铜粉体发光强度增大，同时介电效应的增加会导致纳米粒子表面结构发生变化，使原来的禁戒跃迁变成允许，因而在室温下就能观察到较强的荧光发光现象^[12]。徐磊^[13]等采用新型超声喷雾法技术制得纳米半导体硫化铜，由于纳米硫化铜半导体内能带的跃迁，产生了对近红外波段光的吸收，特别是对1400～2500nm波段的近红外光产生了强烈的吸收，将其红外透过降低在３０％以下，同时保持了对可见光的高透过性。刘金库^[14]等用合成出纳米cus研究其光学性能，研究表明：纳米cus具有红外透过性及良好的稳定性；具有良好的光致发光性能，当激发波长为383nm时，发射出波长分别为485，524nm的绿光；具有蓝移现象，在264nm紫外区处出现体相材料所不具有的强吸收带。李元^[15]等研究表明：cus纳米花状球在370nm波长光的激发下，于可见光区域486nm处产生强的荧光发射峰，与块体cus的荧光发射峰560nm相比，发生了明显的蓝移。胡文武^[16]等在tritonx-100存在条件下，用铅作为比较元素，研究硫化铜纳米微粒液相稳定体系吸收光谱、散射光谱的特性，在一定的浓度范围内硫化铜纳米微粒产生弱的rayleigh光散射，紫外吸收光谱，在250nm和276nm处有两个吸收峰。

在润滑应用上的研究

3. 研究的基本内容与计划

内容：目前虽然已有较多关于铜族硫化物纳米材料制备的报道，但是很多方法存在着制备条件相对复杂、所用试剂不普遍、成本较高等问题，因此，探索合成方法简单，产物尺寸均匀且原料易得的纳米cus具有重要的实际意义。

计划：

本实验通过cucl₂在聚醚和氨水混合制成的均匀溶剂中，溶质和溶剂发生水解以及螯合反应，使反应生成物聚集成纳米左右的粒子并组成稳定的溶胶。然后通过减压蒸馏制成凝胶，凝胶在经过干燥，热处理等形成最终产物。

cu² 4 nh₃h₂0→cu（nh₃）₄² 4 h₂0，

4. 研究创新点

溶胶-凝胶法是将无机盐及金属醇盐或其他有机盐溶解在水或有机溶剂中制成均匀溶液,溶质与溶剂发生水解、醇解或螯合反应,反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成稳定的溶胶体系,无沉淀生成。溶胶-凝胶法最大的特点是产品均匀性好,煅烧温度比高温固相反应温度低,产品纯度高,带状发射峰窄,可提高发光体的相对发光强度和相对量子效率。还可以根据需要,在反应不同阶段制成薄膜、纤维状或块状等功能材料。

本实验通过CuCl₂在聚醚和氨水混合制成的均匀溶剂中，溶质和溶剂发生水解以及螯合反应，使反应生成物聚集成纳米左右的粒子并组成稳定的溶胶。然后通过减压蒸馏制成凝胶，凝胶在经过干燥，热处理等形成最终产物。