碲化物、硒化物纳米材料的合成与性能研究

摘要

碲化物和硒化物纳米材料在日益蓬勃发展的无机纳米功能材料与器件中扮演着重要的角色。这些纳米材料已经显示了与其体相材料不同的光学、电学及催化等性能，可被广泛应用于各种重要的研究与生产领域。研究表明纳米材料的特性受到其尺寸、成分（或组成）、形貌和晶型所控制。各种碲化物硒化物、纳米材料的合成方法已经被陆续报道。然而要真正实现对这类材料简单可控合成仍然是个巨大的挑战。以水为溶剂的液相合成方法已经在制备此类纳米材料过程中显示出了超凡的控制能力。同时它还具有操作简单、成本低廉、产物均匀、结晶性好和绿色环保等优点。因此，本文的工作主要是运用液相合成方法合成有重要应用前景的碲化物和硒化物纳米材料，并控制其生长。根据其不同生长阶段的特点，研究和分析其形成机理。并且进一步考察其新颖形貌与性能之间的相互关系。
　　 在本论文中，我们研究的体系主要集中在碲化锑和硒化铟两类类纳米材料。
　　 (1)通过水热合成方法合成出具有哑铃状形貌的碲化锑-碲异质结构纳米材料，然后对得到的产物进行了一系列的表征测试手段。通过改变反应条件，进一步考察了这些纳米材料的生长过程，并提出了可能的生长机理。碲化锑-碲异质结构展示出了一种较强的热电转换性能，在发电和制冷等方面有着重要的潜在应用价值。
　　 (2)在溶剂热反应条件下，用抗坏血酸(VC)作为稳定剂，硒粉和硝酸铟作为原料在油酸溶液中反应得到了直径为1-2μm的花状α-In2Se3。该花状结构分散性良好，结晶性好，由厚度为20 nm的透明纳米片所组成。通过对不同反应条件的探索，我们提出该花状结构形成的最优条件以及可能的生长机理。结果表明，α-In2Se3在705 nm处有最大的吸收，荧光光谱显示，该物质在1092 nm有最大的荧光发射。该纳米材料在照明和医疗等方面具有潜在的应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米材料的定义和特性

1．1．1 纳米材料的定义

1．1．2 纳米材料的特性

2．1 碲化物、硒化物纳米材料液相合成方法的现状

2．1．1 沉淀法

2．1．2 溶胶-凝胶法

2．1．3 微乳液法

2．1．4 单源有机前驱物分解法

2．1．5 金属有机法

2．1．6 水热或溶剂热法

3．1 热电材料的研究背景

4．1 热电效应基本原理

4．1．1 Seebeck效应

4．1．2 Peltier效应

4．1．3 Thomson效应

4．1．4 Kelvin效应

5．1 热电优值ZT及热电参数之间的相互关系

6．1 优化材料ZT值的重要途径

6．1．1 降低热导率

6．1．2 提高功率因子

7．1 纳米热电材料的研究进展

7．1．1 低维结构热电材料

第二章 水热法合成碲化锑-碲异质结构的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料

2．2．2 仪器

2．2．3 碲化锑-碲异质结构的合成

2．3 结果与讨论

2．4 本章小结

第三章 花球状α-In2Se3纳米花的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器及试剂

3．2．2 α-In2Se3的溶剂热合成

3．2．3 产物的表征

3．3 结果与讨论

3．4 本章小结

参考文献

结论

致谢

攻读硕士期间所取得的成果