Introduction近年来，半导体纳米粒子在多种基体中的嵌入是一个非常活跃的研究领域欧洲杯猜球平台。小颗粒，尺寸在欧洲杯猜球平台1-20nm的范围内，与在散装材料中观察到的物理化学性质非常不同[1]。摘要在聚合物、玻璃和沸石等不同基体中合成了各种各样的半导体纳米粒子，其主要目的欧洲杯猜球平台是通过控制纳米粒子的粒径来改变其性质。因此，对这些系统的兴趣已经被驱动，因为在非线性光学、光伏转换、催化、光电子等领域的特定技术应用中定制材料的特性的可能性。沸石是由Si，Al和O原子组成的纳米多孔晶体材料，其构成通过具有分子尺寸欧洲杯足球竞彩的通道互连的笼的框架结构。有不同的技术将化合物半导体合并到明确和有序的沸石笼中。分子筛的笼和孔道都是纳米尺寸，是非常适合自组装和稳定半导体团簇的位置。文献[2-6]对几种半导体-沸石体系进行了研究和报道。 当半导体材料的尺寸与激子玻尔直径相当时，其性质的改变要强得多。PbS是一种具有窄能带隙的IV-VI化合物半导体，在300 K时为0.41 eV，介电常数高，17.3，电子有效质量小，<0.1米*[7]。对于这种半导体材料，最后两个参数的值产生了一个大的激子玻尔直径，大约18 nm[8-10]。因此，PbS是研究粒径效应的合适材料，因为合成小于18 nm的PbS纳米颗粒并不困难。欧洲杯猜球平台事实上，在大小为1-4 nm的PbS纳米颗粒体系中，已经实现了粒子尺寸远小于激子玻尔半径的强约束状态[11-15]。欧洲杯猜球平台在本工作中，我们通过碱性水溶液中的离子交换过程，在Na-X沸石中合成了平均大小为4 欧洲杯猜球平台nm的PbS纳米颗粒。本文报道了PbS-Na-X分子筛体系的光学和结构性能。 实验用于制备我们样品的沸石是来自Waco Chemicals Inc.的合成沸石X.用公式NA2卵圆形2O3.2.5 sio2．该沸石具有硅铝比为1.25的FAUJASITE型，多孔尺寸为0.9nm。在沸石基质内合成PBS的方法基于反应溶液的碱性条件和在硫脲，Cs（NH）的使用中2）2，作为硫化物的来源在碱性解决方案。合成过程如下:沸石钠+-X首先用0.1M的nhh溶液处理4没有3.为5回流温度(约100ºC)小时。然后过滤分离，产品依次洗涤:去离子水1次，0.06M HCl溶液6次，0.06M NaOH溶液6次，去离子水7次。洗涤后的沸石在室温下干燥。这一步的目的是交换Na+离子在沸石孔洞中4+离子，分解为nhh3.（天然气）+ h+．因此，经过这一步，我们得到了沸石钠+H+- x。的铅2+在沸石中进行离子交换的过程如下+H+-X加入到20 ml 0.1M醋酸铅溶液中。该混合物在50°C的温度下磁性搅拌2小时。的铅2+-Exchanged沸石被过滤并用去离子水进行广泛洗涤，直至没有PB2+在过滤后的液体中滴入钠，发现了离子2S.和S发生反应2-离子，1g Pb2+-交换沸石加入到40 ml 0.1M硫脲溶液中，磁搅拌2小时。分别在55、65和75°C的温度下通过硫化工艺制备了三种样品。最后，将样品用去离子水洗涤并通过过滤收集。所得样品为白色无光泽的细粉末。这三个样品在环境条件下是稳定的，即当暴露在大气水分接触时，它们的颜色没有变化。采用Rigaku D/max-2100衍射仪对样品进行x射线衍射(XRD)分析。在Perkin Elmer紫外/VIS 330分光光度计中测量样品的漫反射光谱，利用Kubelka-Munk理论将其转换为吸光度单位，得到样品的光学吸收光谱。PbS纳米颗粒的平均尺寸和晶体结构是通过Jeol 2010透射电子显微镜进行的透射电子显微镜(TEM)测量来确定的。欧洲杯猜球平台 结果和讨论在不同温度下制备的三种PBS-NA-X样品的XRD图案如图所示保证1。此外，在底部是纯Na-X分子筛的XRD谱图显示了沸石(JCPDS # 12345)的衍射线。纯和PBS加载沸石的图案之间没有大的差异，表明沸石X的结晶度不受合成过程的影响。由于沸石基质中PbS的浓度较低，所以PbS- na - x样品的图形没有出现任何PbS衍射峰。 
图1所示。未载Na-X沸石和三种PbS-Na-X样品的x射线衍射图。 图2为在65℃下制备的样品的沸石微晶的TEM图像。在这幅图像中，可以观察到小于10纳米的颗粒均匀地嵌在微晶中，其边缘出现了纳米颗粒。欧洲杯猜球平台纳米颗粒具有非常清欧洲杯猜球平台晰的球形。 
图2。65ºC下制备的PbS-Na_X样品的TEM图像． 图3中柱状图所示的颗粒大小分布是由这张图片得到的，平均粒径为4.6 nm，远小于PbS中的激子玻尔直径。 
图3。由图中图像得到的粒径分布保证2。 电子衍射图，如图4所示，用于测定纳米颗粒的晶体结构，从而识别它们。欧洲杯猜球平台 
图4。PbS纳米颗粒在X沸石中的电子衍射图。欧洲杯猜球平台 图中的亮点定义了表1中给出的纳米粒子晶格的面间距离，其中也给出了立方体PbS晶体结构(方铅矿)的面间距离。纳米粒子的晶格间距与方铅矿结构的晶格间距非常吻合，因此我们可以得出结论，在TEM图像中观察到的沸石中嵌入欧洲杯猜球平台的纳米粒子是立方结构的PbS晶体纳米粒子。 表1。PbS- na - x样品、PbS体(方铅矿)及其相应的晶格面间距。
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2.87 |
2.96 |
（200） |
2．07 |
2.09 |
（220） |
1．77 |
1.79 |
(311) |
1．52 |
1.48 |
(440) |
1.36 |
1.36 |
(331) |
1.07 |
1.04 |
(440) |
通过三种PBS-NA-X样品的光学吸收光谱给出了沸石基质中非常小的PBS颗粒的形成的另一种直接证据，如图5所示。欧洲杯猜球平台在55和65℃下制备的样品的光学光谱在约500nm的吸收发作，同时在75℃下制备的样品的光谱中，在约800nm处观察到发作。的位置三种样品光谱中的吸收边都向高于本体PbS的吸收边的能量强烈移动，表明由于PbS纳米颗粒的尺寸较小，量子限制的影响很大。欧洲杯猜球平台 
图5。通过漫反射光谱法测量在室温下测量的PBS-NA-X样品的吸收光谱。 此外，三个光谱显示两个清晰的吸收带，最大在260和400 nm。在聚乙烯醇(PVA)[9]稳定的4.3 nm大小的胶体PbS粒子的吸收光谱中，观察到远高于整体PbS的能带隙的激子吸收带。欧洲杯猜球平台在吸收光谱中，最大吸收带位于600、400和300 nm左右。通过求解具有无限势阱和抛物能带的薛定谔方程，确定了吸收带与1s有关e1h, 1e1便士h和1P.e1便士h分别转换。在聚合物[12]和Langmuir-Blodgett单分子膜[13]中合成的PbS纳米颗粒的吸收光谱中也观察到这些激子吸收带。欧洲杯猜球平台因此，我们可以将400和260 nm处的吸收带的起源归因于1se1便士h和1P.e1便士h在平均尺寸为4nm的PBS纳米颗粒中转变。欧洲杯猜球平台PbS-Na-X样品光谱中在260 nm处的吸收带发生了位移，相比之下，在300 nm处由于1p而观察到该带e1便士h在PVA中稳定的PbS纳米粒子的转变可能是由于欧洲杯猜球平台沸石基质的影响。在最近的一篇论文中，我们发现1Se1便士h和1P.e1便士h以沸石A为基体的PbS球形纳米粒子的光谱在280和390 nm处发生转变，平均粒径为4.3 nm[6]。欧洲杯猜球平台在Y沸石中还合成了平均大小在0.56到1.1 nm之间的PbS簇。该体系的吸收光谱在约300 nm处呈现单峰吸收。PbS- y系统吸收光谱中缺乏激子结构的原因是PbS等窄带隙半导体的激子结合能较弱。 PbS纳米粒子的球形形状及其在Na-X分子筛基质中的分布特征与文献[9]欧洲杯猜球平台中报道的PVA中稳定的胶体PbS纳米粒子非常相似。由于纳米颗粒的平均尺寸为4.6nm，从沸石X，1.3nm的超笼的尺寸大欧洲杯猜球平台，因此可以得出结论，PBS纳米颗粒不会在沸石X笼中包封但在Zeolita基质中均匀地嵌入，如图2的图像所示。即使PBS纳米颗粒不在定期分布沸石笼内，它们也表现欧洲杯猜球平台出有趣的性质，其是它们的规则球形和结晶最小。半导体的晶体质量与其光学吸收[3]中激子吸收的出现有关。因此，图5中观察到的激子吸收可以归因于PbS纳米颗粒良好的结晶质量，如图4所示的spot电子衍射图所示。欧洲杯猜球平台 结论在本工作中，我们报道了一种简单的基于离子交换的化学方法在Na-X沸石中合成纳米PbS。欧洲杯猜球平台PbS纳米颗粒呈球形，平均欧洲杯猜球平台粒径约为4.0 nm。它们具有方铅矿结构的晶体结构，并均匀地嵌在沸石基体中。1 se1便士h和1P.e1便士h在PbS- na - x系统的吸收光谱中观察到的激子跃迁可以用PbS纳米颗粒的结晶质量来解释。欧洲杯猜球平台 致谢我们承认博士。I. Gradilla-Martínez, F. Ruiz-Medina, M. A. Hernández-Landaverde, J. E. Urbina-Alvárez, R. Flores-Farias和P. Garcia提供漫反射测量的技术支持。这项工作得到了来自克雷塔罗的CONCyTEQ的财政支持，México(项目编号c01 qro - 2003 - 10419）. 参考文献1。T. Trindade, P. O 'Brien和N. L. Pickett， "纳米晶体半导体:合成、性能和前景"，化学。板牙。, 13（2001)3843 - 3858。 2。J. He, Y. Ba, C. I. Ratcliffe, J. A. Ripmeester, D. D. Klug, J. S. Tsea， "Y”沸石中硅纳米团簇的封装性质达成。理论物理。列托人。，74 (1999) 830-832. 3.魏辰，肇军林，张省王和兰宁林，“分子筛y”中CdS簇合物的形成及其光学性质的新观察，固态Commun。，100 (1996) 101-104. 4.陈伟，王占国，林兆军，钱家军，林兰英，”沸石- y”中PbS团簇形成的新观察理论物理。Lett。，68（1996）1990-1992。 5。R. Ochoa-Landín, M. Flores-Acosta, R. Ramírez-Bon, H. Arizpe-Chávez, M. Sotelo-Lerma和F. F. Castillón-Barraza，”碱性沸石- a中Cds簇合物的表征，期刊。化学。固体，64(2003)2245-2251。 6.M. Flores-Acosta, M. Sotelo-Lerma, H. Arizpe-Chávez, F. F. Castillón-Barraza和R。Ramirez-Bon”,球形PbS纳米颗粒在沸石A中的激子吸收欧洲杯猜球平台”,固态交流。，128（2003）407-411。 7.J. I.潘考夫，”半导体光学加工"，（Dover Publications Inc.，纽约，1971年）。 8.A.K.Dutta，T.Ho，L.张和P. stroeve，“超分子聚合物聚合体中硫化铅纳米微晶的成核与生长化学板牙。，12（2000) 1042. 9.T.D. Krauss和F.W. Wise "PbS纳米晶体中激子-声子耦合的raman散射研究”，理论物理。修订，b55(1997) 9860-9865。 10.“PbSe和PbS量子点的强约束”，J. Lumin。， 89(2000) 491-493。 11。R. S. Kane, R. E. Cohen和R. Silbey， "嵌段共聚物纳米反应器中PbS纳米团簇的合成化学。母体。，8（1996年）19191年）1919-1924。 12.Z.、王素华、杨树文。无规共聚物离聚体中PbS纳米晶体的合成与表征化学。板牙。11 (1999)3365 - 3369。 13。L.宋丽，L.曲，L.王，R.Lu，X.彭，Y. Zhao和T. Jin Li，“两亲性低聚物Langmuir中量子尺寸PbS的制备与表征-Blodgett层”,Langmuir，13（1997）6183-6187。 14。郭林，易卜拉欣，刘福强，艾晓春，李庆生，朱慧生，邹艳华，”2,6- o -二烯丙基-b- cd包覆新型PbS纳米粒子的瞬态光学性质欧洲杯猜球平台J. Lumin。，82（1999）111-114。 15。A. Martucci, P. Innocenzi, J. Fick和J. d . Mackenzie，“掺杂了PbS量子点的Zirconia-Ormosil®薄膜”，J. non - crystal。固体，244(1999)55-62。 详细联系方式 |