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基本信息

項(xiàng)目名稱：
氣/液界面上生成的單晶PbS三角形納米環(huán)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
在氣/液界面上制備了單晶PbS三角形納米環(huán)，并用透射電子顯微鏡（TEM）、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）以及紫外分光光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行了表征。同時(shí)，我們成功制備出的PbS納米環(huán)，對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)非常適用于制備太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件，這對(duì)太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的發(fā)展有很好的推動(dòng)作用。
詳細(xì)介紹：
PbS三角形納米環(huán)是由花生酸（AA）Langmuir單層膜模板的誘導(dǎo)下由液相中的Pb2+與氣相中的H2S通過界面反應(yīng)生成的單晶PbS納米三角錐轉(zhuǎn)變而來的。PbS納米三角錐具有巖鹽結(jié)構(gòu)，其基面為（111）晶面，且與氣液界面相平行。由于納米錐的尖端具有較高的表面自由能，液相中Cl- 離子對(duì)三角錐中的Pb2+進(jìn)行選擇性刻蝕，最終導(dǎo)致了三角環(huán)的形成?？梢酝ㄟ^改變實(shí)驗(yàn)條件控制納米三角環(huán)的尺寸；隨著納米三角環(huán)尺寸的改變，其光學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了改變。 我們了解，至今沒有對(duì)PbS納米環(huán)的報(bào)道，而且也沒有運(yùn)用選擇性刻蝕制備無機(jī)納米環(huán)的研究。我們開創(chuàng)了一條制備無機(jī)半導(dǎo)體納米環(huán)結(jié)構(gòu)的新的道路，我們的工作對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的科研工作具有很好的啟示作用；同時(shí)，我們成功制備出的PbS納米環(huán)，對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)非常適用于制備太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件，這對(duì)太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的發(fā)展有很好的推動(dòng)作用。

作品圖片

  • 氣/液界面上生成的單晶PbS三角形納米環(huán)

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

利用選擇性刻蝕成功制備出PbS三角形納米環(huán)是一項(xiàng)開創(chuàng)性的工作，我們撰寫論文發(fā)表以公布其成果。我們系統(tǒng)性的介紹了科研前期準(zhǔn)備、科研過程、以及在本領(lǐng)域取得的開創(chuàng)性成果。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

運(yùn)用選擇性刻蝕成功制備出無機(jī)PbS納米環(huán)的研究，尚無先例，我們開創(chuàng)了一個(gè)制備無機(jī)納米環(huán)結(jié)構(gòu)的新思路，該成果制備半導(dǎo)體納米材料科研領(lǐng)域具有很大的啟示作用。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

PbS納米環(huán)獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)可以用作太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的材料。我們成功的運(yùn)用選擇性刻蝕制備出PbS納米環(huán), 對(duì)本領(lǐng)域的科研具有很大的啟示作用，對(duì)制備無機(jī)半導(dǎo)體納米器件開創(chuàng)了一條新的道路，同時(shí)對(duì)太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件原料的制備也具有重要意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

在氣/液界面上制備了單晶PbS三角形納米環(huán)，并用透射電子顯微鏡（TEM）、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）以及紫外分光光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行了表征。PbS三角形納米環(huán)是由花生酸（AA）Langmuir單層膜模板的誘導(dǎo)下由液相中的Pb2+與氣相中的H2S通過界面反應(yīng)生成的單晶PbS納米三角錐轉(zhuǎn)變而來的。PbS納米三角錐具有巖鹽結(jié)構(gòu)，其基面為（111）晶面，且與氣液界面相平行。由于納米錐的尖端具有較高的表面自由能，液相中Cl- 離子對(duì)三角錐中的Pb2+進(jìn)行選擇性刻蝕，最終導(dǎo)致了三角環(huán)的形成?？梢酝ㄟ^改變實(shí)驗(yàn)條件控制納米三角環(huán)的尺寸；隨著納米三角環(huán)尺寸的改變，其光學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了改變。 據(jù)我們了解，至今沒有對(duì)PbS納米環(huán)的報(bào)道，而且也沒有運(yùn)用選擇性刻蝕制備無機(jī)納米環(huán)的研究。我們開創(chuàng)了一條制備無機(jī)半導(dǎo)體納米環(huán)結(jié)構(gòu)的新的道路，我們的工作對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的科研工作具有很好的啟示作用；同時(shí)，我們成功制備出的PbS納米環(huán)，對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)非常適用于制備太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件，這對(duì)太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的發(fā)展有很好的推動(dòng)作用。

獲獎(jiǎng)情況

論文于2009年3月發(fā)表在國(guó)際SCI核心期刊“crystal growth & design”。 雜志影響因子為4.046 2009年6月獲得“挑戰(zhàn)杯”山東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

(1) Yang, J.; Fendler, J. H. J. Phys. Chem. 1995, 99, 5505. (2) Belman, N.; Berman, A.; Ezersky, V.; Lifshitz, Y.; Golan, Y Nanotechnology 2004, 15, S316. (3) Berman, A.; Belman, N.; Golan, Y. Langmuir 2003, 19, 10962

同類課題研究水平概述

PbS是一種非常重要的直接帶隙半導(dǎo)體材料，有著較小的能帶間隙（300 K時(shí)為0.41 eV）和較大的激子波爾半徑（18nm）。PbS納米粒子由于其獨(dú)特的性質(zhì)被應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的制備中，而引起廣泛的關(guān)注。由于納米晶體的性質(zhì)與其尺寸和形狀密切相關(guān)，人們制備了大量的大小可控的球形PbS納米粒子。同時(shí)，研究者還利用多種方法合成了各種形貌的PbS納米粒子，如立方體、星形和花形、線狀、棒狀、管狀和空心球，并進(jìn)一步研究了其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。近年來，環(huán)狀納米結(jié)構(gòu)受到越來越多的關(guān)注。研究者們利用納米帶或者納米線的自我卷曲、納米粒子的取向連接、無機(jī)或者聚合物多孔結(jié)構(gòu)的模板效應(yīng)以及蛋白質(zhì)或者DNA的軟模板作用制備了各種無機(jī)材料，如BN、GaN、ZnO、PbSe等的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 目前，選擇性刻蝕的方法被廣泛地應(yīng)用于單晶空心納米顆粒，如Cu2O納米籠，MnO2和ZnO納米管以及鐵氧化物納米環(huán)的制備?？涛g劑通常會(huì)吸附在界面自由能相對(duì)較高的晶面或棱角上并結(jié)合金屬離子形成可溶性組分，使納米晶的一部分漸漸溶解，最終形成中空納米顆粒。 據(jù)我們了解，至今沒有對(duì)PbS納米環(huán)的報(bào)道，而且，也沒有運(yùn)用選擇性刻蝕形成無機(jī)納米環(huán)的研究。我們開創(chuàng)了一條制備無機(jī)半導(dǎo)體納米環(huán)結(jié)構(gòu)的新的道路，我們的工作對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的科研工作具有很好的啟示作用；同時(shí)，我們成功制備出的PbS納米環(huán)，對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)非常適用于制備太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件，這對(duì)太陽(yáng)能電池和光學(xué)器件的發(fā)展有很好的推動(dòng)作用。
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