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K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响

万步勇 苑进社 冯庆 王奥

K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响

万步勇, 苑进社, 冯庆, 王奥
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  • 利用水热合成技术, 分别以CuCl22H2O, 硫粉为铜源和硫源, 以KOH或NaOH为矿化剂, 成功合成了Cu2S纳米晶体和碱金属离子掺杂的KCu7S4纳米线和NaCu5S3 微纳米球. 通过X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨率透射电镜 (HRTEM) 对产物的结构和形貌进行了表征和分析. 结果显示: KOH含量低于1g或NaOH低于2g时, 产物为斜方辉铜矿Cu2S; 高碱含量 (不低于3g) 时, K或Na离子成功掺入产物结构中, K掺杂产物为纯净的四方相KCu7S4, 单晶结构, 尺寸均匀, 长度可达几十微米的纳米线; Na掺杂未改变产物的形貌, 形成六方晶系结构的NaCu5S3. 产物的形成和生长与反应温度、反应时间和矿化剂密切相关. 并讨论了Cu2S纳米晶及其掺杂纳米晶的形成机理及掺杂机理. 最后研究了碱金属离子掺杂对产物的光学性能的影响, 漫反射光谱显示Cu2S, KCu7S4和NaCu5S3纳米晶的光学带隙分别为1.21eV, 0.49eV和0.42eV, K+和Na+的掺杂, 极大的改变了产物的光学特性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61106129, 61274128);重庆市自然科学基金(批准号: cstc2012jjA50024)和重庆市教委科技项目(批准号: KJ130603)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-12
  • 修回日期:  2013-05-07
  • 刊出日期:  2013-09-05

K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响

  • 1. 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 400047;
  • 2. 重庆市光电功能材料重点实验室, 重庆 400047
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61106129, 61274128)

    重庆市自然科学基金(批准号: cstc2012jjA50024)和重庆市教委科技项目(批准号: KJ130603)资助的课题.

摘要: 利用水热合成技术, 分别以CuCl22H2O, 硫粉为铜源和硫源, 以KOH或NaOH为矿化剂, 成功合成了Cu2S纳米晶体和碱金属离子掺杂的KCu7S4纳米线和NaCu5S3 微纳米球. 通过X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨率透射电镜 (HRTEM) 对产物的结构和形貌进行了表征和分析. 结果显示: KOH含量低于1g或NaOH低于2g时, 产物为斜方辉铜矿Cu2S; 高碱含量 (不低于3g) 时, K或Na离子成功掺入产物结构中, K掺杂产物为纯净的四方相KCu7S4, 单晶结构, 尺寸均匀, 长度可达几十微米的纳米线; Na掺杂未改变产物的形貌, 形成六方晶系结构的NaCu5S3. 产物的形成和生长与反应温度、反应时间和矿化剂密切相关. 并讨论了Cu2S纳米晶及其掺杂纳米晶的形成机理及掺杂机理. 最后研究了碱金属离子掺杂对产物的光学性能的影响, 漫反射光谱显示Cu2S, KCu7S4和NaCu5S3纳米晶的光学带隙分别为1.21eV, 0.49eV和0.42eV, K+和Na+的掺杂, 极大的改变了产物的光学特性.

English Abstract

参考文献 (27)

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