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水溶性掺杂型ZnS纳米晶的微波合成及性质研究

目前,生物纳米技术已经成为人们所关注的热点研究领域。由于纳米粒子的尺寸在0.1—100 m范围内,而大多数重要的生物分子(如蛋白质、核酸)的尺寸都处在这一尺度内,因此通过对纳米粒子的表面修饰并与生物分子的偶联,形成生物探针,即可成为研究生物分子性质及其相互作用机制的最有利的工具。同传统有机染料分子相比,荧光纳米晶作为生物标记物具有独特的优势(较宽的激发谱和较窄的发射谱,较高的光稳定性,较低的背景荧光)。因此以具有优异的光学性质的荧光纳米晶作为生物标记物,将给生物学和医学带来极大的突破,同时也将大大加速纳米技术的产业化进程。本论文的主要工作就是在原有工作的基础上,开发合成高发光效率的水溶性掺杂荧光纳米晶的方法,同时对所合成的纳米晶的光学性质进行深入研究,为开发新型纳米晶生物标记物提供必要的材料基础。水溶性ZnS纳米晶的微波合成。将巯基丙酸与锌离子配位,在水溶液里形成稳定的配合物,通过调节巯基丙酸与锌离子的比例及溶液的PH值,用微波  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南科技大学
河南科技大学

掺杂ZnS纳米晶的合成及其性能研究

半导体纳米晶由于量子限域效应,导致具有特殊的光电性能,使其应用领域越来越广泛,尤其在生物分子标记领域体现出了潜在的应用价值。目前,用作生物标记的量子点主要是CdSe、CdS、CdS/Zn S(Zn Se)、Cd Te/ZnS等体系,但都含有Cd元素,其毒性一直是人们担心的问题。ZnS是一种宽带隙II-VI族半导体材料,是一种良好的掺杂基质,掺杂后可以得到不同波段的、发光效率高的半导体纳米晶,有望成为新型、高灵敏的荧光标记物。本文以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和水的混合溶液作为反应溶剂,采用溶剂热法合成了不同离子掺杂的ZnS纳米晶。通过X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、透射电镜(TEM)研究其物相、相貌和尺寸;结合F-280荧光分光光度谱仪和Zolix SBP-300型光栅光谱仪研究纳米晶的光学性能。研究结果如下:1.ZnS纳米晶(掺杂离子为Cu,Fe,Er,Yb)颗粒近似呈球形,粒度约3-10nm,部...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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ZnS纳米结构的可控合成、表征及光学性能研究

21世纪人类社会面临的严峻问题是能源短缺和生态环境的严重破坏给我们带来前所未有的生存危机感。如何有效解决我们所面临的难题是目前最重要的责任,因此开发绿色能源和治理环境污染是目前科学和工程领域最重要的课题之一。利用半导体纳米材料作为光催化剂,通过其独特的光催化特性降解废水中的难以降解的有机物是解决世界环境问题的重要途径。而且,光催化降解技术具有无二次污染,效率高、能耗低、廉价方便、可重复利用等优势。近年来,通过控制光催化剂的形貌和尺寸等来改善其光催化性能已成为半导体光催化领域的研究热点之一。作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,ZnS具有独特的光电性质和良好的化学和热稳定性,是一种潜在的高效光催化剂,能够将有机物逐步分解为小分子,最终转化为二氧化碳和水。本文采用化学浴沉积法和CVD法制备了ZnS纳米颗粒和纳米线,系统研究了样品的形貌、结构和成分等对其光学性能和光催化性能的影响。取得如下几点的研究成果:(1)采用化学浴沉积法制备了...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

掺杂ZnS纳米颗粒的合成和表征

纳米颗粒又称为量子点,广泛应用于生物标记、光电敏感元件、微量化学物质的检测等方面。本文主要研究了热注射法制备掺杂ZnS纳米颗粒以及掺杂ZnS/PMMA块体,通过引入不同的掺杂离子以及不同掺杂浓度来研究不同掺杂离子对ZnS的发光性质的影响。本文首先采用热注射法成功制备了ZnS:Mn/ZnS纳米颗粒,纳米颗粒的平均粒径为3.77nm,产物为单分散。通过多种手段考察了制备条件对纳米颗粒光学性质的影响,在掺杂浓度为Mn:Zn=6%、S的注入温度为230℃、核的生长温度为280℃、核的生长时间为20min、壳层的生长时间为50min的条件下制备的ZnS:Mn/ZnS纳米颗粒的发光性质最佳。ZnS:Mn/ZnS纳米颗粒的吸收峰处于310nm处,发光峰位置在588nm处,量子产率为23.64%,退火后纳米颗粒表面的有机物会减少,但颗粒尺寸会增大,发光强度会减弱。ZnS:Mn/ZnS纳米颗粒有较弱的磁性。其次我们用甲基丙烯酸甲酯自聚合反应后会形...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

ZnS纳米晶的结构、缺陷与发光

本文以退火和清洗为实验手段,较深入的研究了ZnS纳米晶颗粒尺寸、结构相变、颗粒表面态和发光性质,论文主要内容如下:1 用均相沉淀法合成了晶粒度为11nm的ZnS纳米晶。借助X射线衍射技术和扫描隧道电镜等实验手段,系统研究了ZnS纳米晶经过退火处理后尺寸随温度的变化关系,给出了颗粒尺寸随处理温度急剧增大的温度范围,从能量的角度解释了退火处理中颗粒长大的原因。2 确定了ZnS纳米晶由立方相向单斜相转变的临界温度。该温度远低于ZnS体材料的相变温度1020℃。参照文献中报导的CdS纳米晶的熔点温度比相应体材料的熔点温度低了约1000K的实验结果,我们对ZnS纳米晶中较低的相变温度也给出了相应的解释。3 系统的比较了退火处理后ZnS纳米晶和商用荧光粉的光致发光强度。经过退火处理后,纳米晶样品发射光谱中出现了中心位于520nm的发射带,而这一发射带在经过相同退火处理得到的商用荧光粉样品中始终没有出现,我们探讨了其起源。铕的掺杂极大的增强了...  (本文共45页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

纳米ZnS材料的制备表征及光催化性能分析

ZnS是一种重要的II-VI族直接带隙半导体材料,在自然界中主要以闪锌矿和纤锌矿的形式存在,在室温下(300K),闪锌矿结构的ZnS的禁带宽度Eg=3.54eV,纤锌矿结构的ZnS的禁带宽度Eg=3.71eV。随着科技的发展,纳米ZnS半导体材料因其独特的电学和光学性能逐渐成为科研工作者的研究焦点,在电致发光、光致发光、传感器、光催化等领域得到了广泛的应用,其中,光催化降解是近年来兴起的一种治理环境污染的有效方法,是纳米半导体材料研究的前沿与热点。目前,已有报道的制备ZnS的方法有很多,有化学气相沉积法,磁控溅射法,微乳液辅助合成法,但上述方法普遍较为复杂,制备周期长,成本较高且重复性较低。本文采用简便的水热法制备了ZnS纳米球,ZnS纳米线,并开创性地使用水热合成法制备了Ag/ZnS核壳结构纳米棒,对其成分、形貌、生长机理、光催化性能及机理进行了深入系统的分析。主要结果如下:1.以CTAB作为催化剂,采用水热法制备了ZnS立方...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>