硫化物基纳米稀磁半导体的制备与性能研究
发布时间：2025-02-07 20:59
人类社会发展面临环境污染的严峻挑战,迫切需要发展更为理想的光催化材料。DMS兼具磁性材料和半导体材料的优越性,在光学、磁学和光催化等领域有着广阔的应用前景。本论文采用水热法制备了硫化物（ZnS、SnS2）基纳米稀磁半导体材料,并利用XRD、SEM、HRTEM、SAED、EDS、XPS、UV-vis、FTIR、PL和VSM等手段对材料的微观结构、光学、磁学和光催化性能进行了系统研究。主要进行了以下内容研究:一、Zn S基纳米稀磁半导体体系采用水热法合成了Zn0.95M0.05S单掺杂、Co-Ni共掺杂纯ZnS纳米棒,并采用多种测试技术研究掺杂元素种类和含量对ZnS纳米材料的微观结构、磁学性能、光学性能的影响。1采用水热法成功制备了纯ZnS和不同离子掺杂的Zn0.95M0.05S（M=Cr、Ni、Co、Fe和Mn）纳米棒。随着掺杂离子半径的增加,晶胞体积、键长和晶格常数也逐渐减小,但仍为六方纤锌矿结构。样品形貌为一维纳米棒。光学带隙随着掺杂离子半径的增加发生红移。PL谱展现出明显的紫...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 稀磁半导体的概述
1.2.1 硫化物稀磁半导体
1.2.1.1 稀磁半导体概念
1.2.1.2 过渡金属硫化物
1.2.1.3 新型二维硫化物半导体材料
1.2.2 稀磁半导体的制备
1.2.2.1 纳米粉体的制备方法
1.2.2.2 水热法
1.2.3 稀磁半导体的磁性机理
1.2.3.1 直接交换作用
1.2.3.2 间接交换作用
1.2.3.3 以载流子为媒介的交换作用
1.2.3.4 d0铁磁性
1.2.4 稀磁半导体的光催化应用
1.2.4.1 光催化反应机理
1.2.4.2 光催化剂性能的影响因素
1.2.4.3 光催化应用
1.3 硫化锌-ZnS研究现状
1.3.1 ZnS结构
1.3.2 ZnS改性及其影响
1.4 二硫化锡-SnS2研究现状
1.4.1 SnS2结构
1.4.2 SnS2改性及其影响
1.5 论文的选题意义、技术路线和研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 技术路线
1.5.3 研究内容
第2章 Zn0.95M0.05S的光学和磁学性能研究
2.1 引言
2.2 实验方案
2.2.1 实验试剂和仪器
2.2.2 样品的制备
2.2.3 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 SEM分析
2.3.3 TEM分析
2.3.4 EDS分析
2.3.5 UV-vis分析
2.3.6 PL分析
2.3.7 VSM分析
2.4 本章小结
第3章 Co-Ni共掺杂ZnS的光学和磁学性能研究
3.1 引言
3.2 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM分析
3.3.3 TEM分析
3.3.4 EDS分析
3.3.5 UV-vis分析
3.3.6 PL分析
3.3.7 VSM分析
3.4 本章小结
第4章 不同形貌SnS2的光催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验方案
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 样品的制备
4.2.3 样品表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌分析
4.3.2 物相分析
4.3.3 紫外-可见漫反射谱分析
4.3.4 光催化分析
4.3.5 光致发光谱分析
4.3.6 光催化循环活性和稳定性
4.4 本章小结
第5章 Cr掺杂SnS2的光学、磁学和光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验方案
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 紫外-可见漫反射谱分析
5.3.3 形貌分析
5.3.4 X射线光电子能谱分析
5.3.5 红外光谱分析
5.3.6 磁性分析
5.3.7 光致发光谱分析
5.3.8 CIE色度图分析
5.3.9 光催化分析
5.4 本章小结
第6章 Ag2S@SnS2复合的光催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验方案
6.2.1 实验试剂和仪器
6.2.2 样品的制备
6.2.3 样品表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 紫外-可见漫反射谱分析
6.3.4 X射线光电子能谱分析
6.3.5 光致发光分析
6.3.6 光催化分析
6.3.7 光催化的稳定性和重复利用性
6.3.8 光催化活性物种的测试
6.3.9 光催化反应机理
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：4031292
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 稀磁半导体的概述
1.2.1 硫化物稀磁半导体
1.2.1.1 稀磁半导体概念
1.2.1.2 过渡金属硫化物
1.2.1.3 新型二维硫化物半导体材料
1.2.2 稀磁半导体的制备
1.2.2.1 纳米粉体的制备方法
1.2.2.2 水热法
1.2.3 稀磁半导体的磁性机理
1.2.3.1 直接交换作用
1.2.3.2 间接交换作用
1.2.3.3 以载流子为媒介的交换作用
1.2.3.4 d0铁磁性
1.2.4 稀磁半导体的光催化应用
1.2.4.1 光催化反应机理
1.2.4.2 光催化剂性能的影响因素
1.2.4.3 光催化应用
1.3 硫化锌-ZnS研究现状
1.3.1 ZnS结构
1.3.2 ZnS改性及其影响
1.4 二硫化锡-SnS2研究现状
1.4.1 SnS2结构
1.4.2 SnS2改性及其影响
1.5 论文的选题意义、技术路线和研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 技术路线
1.5.3 研究内容
第2章 Zn0.95M0.05S的光学和磁学性能研究
2.1 引言
2.2 实验方案
2.2.1 实验试剂和仪器
2.2.2 样品的制备
2.2.3 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 SEM分析
2.3.3 TEM分析
2.3.4 EDS分析
2.3.5 UV-vis分析
2.3.6 PL分析
2.3.7 VSM分析
2.4 本章小结
第3章 Co-Ni共掺杂ZnS的光学和磁学性能研究
3.1 引言
3.2 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM分析
3.3.3 TEM分析
3.3.4 EDS分析
3.3.5 UV-vis分析
3.3.6 PL分析
3.3.7 VSM分析
3.4 本章小结
第4章 不同形貌SnS2的光催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验方案
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 样品的制备
4.2.3 样品表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌分析
4.3.2 物相分析
4.3.3 紫外-可见漫反射谱分析
4.3.4 光催化分析
4.3.5 光致发光谱分析
4.3.6 光催化循环活性和稳定性
4.4 本章小结
第5章 Cr掺杂SnS2的光学、磁学和光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验方案
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 紫外-可见漫反射谱分析
5.3.3 形貌分析
5.3.4 X射线光电子能谱分析
5.3.5 红外光谱分析
5.3.6 磁性分析
5.3.7 光致发光谱分析
5.3.8 CIE色度图分析
5.3.9 光催化分析
5.4 本章小结
第6章 Ag2S@SnS2复合的光催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验方案
6.2.1 实验试剂和仪器
6.2.2 样品的制备
6.2.3 样品表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 紫外-可见漫反射谱分析
6.3.4 X射线光电子能谱分析
6.3.5 光致发光分析
6.3.6 光催化分析
6.3.7 光催化的稳定性和重复利用性
6.3.8 光催化活性物种的测试
6.3.9 光催化反应机理
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：4031292
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