硫化铋纳米材料的制备及其光学性能研究-材料学专业毕业论文.docx

摘要硫化铋纳米材料因其具有环境友好、光电导和非线性光学响应等优点,广泛应用于太阳能电池、光电二极管阵列以及红外谱学等。本实验采用水热反应法,以硝酸铋为原料,通过改变硫源、反应温度、加入表面活性和改变反应体系的pH值得到了硫化铋棒状、花状、线状、纳米圆盘状等不同纳米结构。对制备得到的纳米Bi2S3形貌及其光学性能进行系统的研究,纳米棒、纳米花结构具有红光发射,荧光强度较弱,其他结构均无荧光性。采用低温共沉淀法,以柠檬酸铋铵为铋源,通过调整实验参数和工艺条件,成功制备了尺寸分散均匀Bi2S3量子点。分别研究了反应温度、硫源和反应时间等因素对Bi2S3量子点的尺寸及分散性的影响,得到最佳反应条件,温度为90℃,反应2小时可以制备结晶良好、分散均匀的量子点。以制备得到分散均匀Bi2S3量子点为材料,利用带有不同官能团的有机酸修饰Bi2S3量子点,荧光光谱结果表明硫化铋量子点/有机酸复合体系的荧光强度衰减或猝灭。本论文系统研究了水杨酸和荧光素对Bi2S3量子点的修饰作用。透射电镜结果表明,修饰后量子点的分散性变好,且尺寸有所减小。通过红外谱图,证明有机酸和Bi2S3量子点产生了表面结合,瞬态光谱结果进一步证明有机物和Bi2S3量子点产生了化学结合。、光致发光谱和瞬态光谱结果,对比了Bi2S3量子点修饰有机物前后发光强度的变化。研究发现Bi2S3量子点/水杨酸复合体系荧光衰减或猝灭是二者之间发生能量转移所致,Bi2S3量子点/荧光素复合体系荧光衰减或猝灭是电荷转移所致。关键词:硫化铋光学性能荧光猝灭修饰ABSTRACTBecauseofitsenvironmentallyfriendly,photoconductiVe,nonlinearopticalresponse,bismuthsulfidenano-materialsarewidelyusedinsolarcell,photodiodearrays,,nanostructuredbismuthsulfidewithdifferentmorphologiesweresynthesizedviahydrothermalmethodbychangingthesulfursource,reactiontemperature,-structuredBi2S3havebeendone,indicatingthatnano-rods,nano-·,sulfursource,thereactiontimeontheBi2S3quantumdotsizeanddispersionwerestudied,,,,Uv—visabsorptionspectraandtimeresolvedphotoluminescencespectra,wedrawaconclusionthatfluorescencequenchingofBi2S3QDs/positesystemca