銅基多元硫屬化合物的液相合成及性能研究.pdf

1、銅基多元組分硫屬化合物由于其具有3d電子殼層結構，呈現(xiàn)出特殊的結構和優(yōu)異的理化性能，是能源領域最有研究及應用前景的材料之一。本論文以纖鋅礦結構銅基多元硫屬化合物為研究主體，致力于材料的可控合成、物相選擇、結構表征以及光化學性能的研究。通過溶劑熱手段獲得了纖鋅礦結構的 CuInS2和Cu2ZnSnS4半導體粉體材料，實現(xiàn)了物相的可控合成，并獲得了良好的可見光光催化效果。取得主要研究結果如下：
　?。?）在十二硫醇混合聚乙二醇-400

2、體系中，對纖鋅礦結構Cu2ZnSnS4的合成原料研究中發(fā)現(xiàn)，硫源的選擇是合成纖鋅礦Cu2ZnSnS4的關鍵，銅源和鋅源的反應速率應當相匹配，錫源的選擇對合成沒有影響。對合成 W-CZTS的反應機理研究發(fā)現(xiàn)，十二硫醇可以在較低溫度下與多種金屬結合形成金屬硫醇鹽，所得的金屬配合物在一定溫度下發(fā)生分解反應形成Cu2ZnSnS4納米晶，其結晶性較好，顆粒尺寸較細，光催化性能與納米粒子的組分有很大的關系，降解率會隨著Cu/Zn的增加而減小，當Cu

3、/Zn為1.88時，對亞甲基藍的降解率為84.94％。十二硫醇混合聚乙二醇-400體系中成功地合成纖鋅礦結構Cu2MSnS4（M= Zn，F(xiàn)e，Co，Ni，Mn，Mg）硫屬化合物，該方法具有操作簡單，可控性好，通用性高等優(yōu)點，對合成多組分硫化物納米晶具有很高的適應性。
　?。?）在乙二胺體系中，乙二胺作為有機配體可以在較低溫度下形成金屬的乙二胺配位化合物，在一定溫度下反應形成相應的硫屬化合物納米晶。反應中，使用少量的乙二胺會產(chǎn)生相

4、應的副產(chǎn)物，但是過量的乙二胺會惡化晶體的結晶性，因此控制乙二胺的使用量可達到控制產(chǎn)物的物相及結晶性的目的。在該體系中合成的CuInS2和Cu2ZnSnS4具有較好的光催化降解亞甲基藍的性能。
　?。?）在不使用有機配體的條件下，通過超聲波輔助微波的方法成功合成微米級六方柱。對不同金屬銅鹽的研究發(fā)現(xiàn)，銅鹽的選擇對纖鋅礦結構的形成有著重要的影響。選擇不同的表面活性劑的研究，發(fā)現(xiàn)六方柱的組裝對表面活性劑具有選擇性。Na2SO3和Se作為