ZnS光电材料制备技术的研究进展

ZnS作为一种性能优良的光学、电学和光电一体化材料,具有极大的应用价值。作者概述了ZnS粉末、块状材料和薄膜等材料的制备方法,阐述并讨论了水热合成法、均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、溅射法等制备方法的特点,并着重论述ZnS粉末和薄膜特别是纳米粉末和纳米晶薄膜的制备技术。     

ZnS/Ni_2P复合物的合成、表征及光催化性能

以ZnS微球作为前驱体,乙酸镍为镍源,白磷为磷源,采用水热法制备ZnS/Ni_2P复合物。通过XRD,FE-SEM和TEM表征得知,ZnS/Ni_2P复合物由立方相的ZnS微球和复合于微球表面的六方相Ni_2P颗粒组成,且ZnS微球由ZnS纳米颗粒组成。光催化降解染料实验测试结果显示,ZnS/Ni_2P复合物与单一的ZnS相比,催化性能得到显著改善。同时,探究了不同的ZnS与Ni_2P质量比对复合物性能的影响,结果表明Ni_2P与ZnS的相对复合比例太大或太小都会对复合物性能的提升产生不良影响,最佳ZnS:Ni_2P的质量比为4:1。     

国内尺寸最大热压多晶 ZnS研制成功

中非人工晶体研究院研发中心近日成功研制出Φ35 0mm×10mm的热压多晶ZnS ,为该院庆4 0周年献上了一份厚礼。据目前国内外文献资料查询,该院研制的热压多晶ZnS技术水平居世界先进水平,尺寸为国内最大。这次成功研制的热压多晶ZnS ,可同时透过中、长波段红外,其中3～5 μm波段透过率达70 % ,8～12 μm波段透过率达73%。此多晶材料广泛应用于红外探测器窗口。另悉,该院研制出的Φ2 73mm×95mm×13mm热压多晶ZnS整流罩也达到了世界先进水平。国内尺寸最大热压多晶ZnS研制成功…     

均匀沉淀法制备ZnS超细粉

制备ZnS超细粉通常是采用硫代乙酰胺(TAA)作为硫源,用化学合成法制取。但使用该原料在合成过程中易出现团聚现象,且价格昂贵。作者提出了采用一种低成本且相对易于控制的原料硫代硫酸钠作为硫源,用均匀沉淀法制备ZnS超细粉的方法,讨论了pH值和温度对反应的影响。实验结果表明,用该方法可制得均匀、球形的ZnS超细粉末,且平均粒径约为200 nm。     

二硅化钼合金化及掺杂改性的研究进展

介绍了二硅化钼合金化及掺杂改性的研究进展，对几种重要合金化元素和掺杂元素改性的二硅化钼材料进行了评述，并在此基础上提出了高性能二硅化钼材料研究开发的重点和方向。     

锂离子电池硅/碳负极材料的制备与应用

对锂离子电池中硅/碳负极材料的纳米结构、掺杂改性以及三元复合等制备工艺及其电化学性能、相关机理进行了总结。通过研究不同改性方法对硅/碳负极材料电化学性能的影响,以找到较为优异的改性路径。经过对比发现,通过采用纳米结构、原子掺杂以及三元复合的方法均可显著提升硅/碳负极材料的电化学性能。最后对硅/碳负极材料发展现状进行了简要分析,并对其研究前景进行了展望。     

Al/Ni双元素掺杂改性锰酸锂薄膜电极材料的静电喷雾沉积制备及性能研究

采用静电喷雾沉积技术制备了Al/Ni双元素掺杂改性的锰酸锂薄膜电极材料,并通过XRD、SEM、循环伏安法及恒流充放电法对材料物相、形貌及电化学性能进行分析。结果表明,静电喷雾沉积技术可制备结晶度高、形貌致密、电化学性能良好的掺杂改性锰酸锂薄膜电极材料;Al/Ni双元素掺杂可显著提高锰酸锂材料的循环性能及倍率性能。     

溶剂热制备球状ZnS 纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）和硫脲（（NH₂）2CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS 光催化剂. 考察了不同反应温度、时间对ZnS 的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响. 利用N₂物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征.以紫外灯（λ=254 nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试.研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌.但在140 ℃下处理16 h 的ZnS 样品表现了最高的光催化活性. 光照5 h 后, 染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B 的降解率分别达到91.49 %、93.04 %、64.63 %和51.79 %.这主要归于该条件下制备的ZnS 具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷.      

溶剂热制备球状ZnS纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）和硫脲（（NH2）3CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS光催化剂．考察了不同反应温度、时间对ZnS的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响．利用N2物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征．以紫外灯（X=254nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试．研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌．但在140℃下处理16h的ZnS样品表现了最高的光催化活性．光照5h后,染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解率分别达到91．49％、93．04％、64．63％和51．79％．这主要归于该条件下制备的ZnS具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷．     

La-N共掺杂闪锌矿ZnS的电子结构和光学性质

ZnS能够用于光解水制氢,但是由于ZnS带隙较宽在一定程度上制约了可见光的吸收。采用密度泛函理论研究了La-N掺杂闪锌矿ZnS的形成能、带隙、介电常数、吸收系数、光电导和态密度,研究结果表明,La、N掺杂闪锌矿ZnS的形成能为负值,因此结构都非常稳定。La、N单掺杂和共掺杂使得闪锌矿ZnS的带隙宽度由3.51 eV分别减小到1.95 eV、2.6 eV和1.72 eV,相应的吸收系数、光电导等都产生红移。La掺杂ZnS在可见光区的最大吸收系数约为61753 cm~(-1),而La-N共掺杂ZnS的最大吸收系数约为87554 cm~(-1),虽然N掺杂ZnS在可见光区间的吸收系数不是很大,但是在2.5 eV～3 eV区间存在一个吸收峰。ZnS的价带主要是由Zn的3p态、S的3p态构成,导带主要由Zn的3p态、4s态构成,La的5d态和N的2p态对于能带的形成也有很大贡献。La的5d态与Zn的3p态、S的4p态与N的2p态重叠较多,导致了能带变宽,带隙减小。La-N共掺杂后在禁带中产生一个新的孤立能级,有利于阻止光生载流子和空穴的复合。     

硫化锌掺锰量子点的制备与光谱性能分析

首次应用低温水相合成方法制备了良好的ZnS:Mn2+量子点材料样品.经过XRD和TEM检测晶粒大小约4 nm.使用323 nm波长激发在585 nm处有很强的橙红色发射.荧光光谱分析总结出Mn2+离子掺杂浓度的优化值为4%.通过能级分析认为ZnS:Mn2+纳米微晶的橙红色为能级Mn2+的T1-6A1之间的能级跃迁.重点考察了ZnS:Mn2+量子点发光强度随时间变化现象,对纳米晶粒表面态氧钝化机制进行了分析.     

Transparent Polycrystalline ZnS and ZnSe Growth by CVT Method

ZnS and ZnSe are important infrared windows materials, which are grown by CVD method traditionally. Comparing with CVD method, the device of CVT (chemical vapor transport) method is much simpler. Transparent polycrystalline ZnS and ZnSe were grown by CVT method successfully. The grown ZnS and ZnSe shows that their transparencies exceed 40% in infrared region. After HIP treatment, the transmittance of as-grown CVT ZnS is improved greatly, which is better than 60%. The defects which effect transparency were studied.     

微乳液法制备纳米硫化锌及其光催化性能的研究

以四元体（十六烷基三甲基溴化铵/水/正辛烷/正丁醇）W/O型微乳体系为介质,制备了纳米硫化锌粉体,利用X射线衍射仪、透射电镜对硫化锌粉体进行表征.研究了硫化锌粉体光催化降解次甲基蓝的能力.结果表明,该微乳体系稳定,所得硫化锌粉体平均粒径为50 nm,在紫外光、太阳光照射下1 h,对次甲基蓝的最大降解率分别为83%和79%.     

常规湿法炼锌中铁酸锌的行为研究

根据株冶多年来的生产实践，着重阐述了常规湿法炼锌中铁酸锌的行为。     

溶剂热处理对ZnS纳米粉末结构形貌的影响

采用均相沉淀法制备单分散ZnS纳米微粒，考察了溶剂热处理对ZnS粉末结构形貌的影响。结果表明，采用溶剂热对ZnS粉末进行处理，粉末形状表现出负离子配位多面体生长特征，闪锌矿型ZnS粉末由球形变为双锥状或四面体状，颗粒上有明显的电子衍射花纹，粉末的晶型随溶剂热处理温度的升高和时间的延长更趋于完整。该工艺具有脱水、除杂、晶化，防止氧化，有机试剂易于回收和可工业化等优点。     

Phase diagram of the system Cu2S–PbS–ZnS at 873–1273 K

An equilibration quenching technique was used in this work to study experimentally the phase relations in the Cu₂S–PbS–ZnS system at the temperature range 873–1273 K. The phase diagrams and optimised thermodynamic data set have been created for the systems PbS–ZnS and Cu₂S–PbS–ZnS with the experimental results of this work and selected data reported in the literature by the CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) method over the temperature range of 773–1473 K. The obtained thermodynamic dataset allows calculation of the thermodynamic properties and phase equilibria in the PbS–ZnS and Cu₂S–PbS–ZnS systems and shows good agreement with experimental results.

Dans ce travail, on a utilisé une technique de trempe d’équilibration pour étudier expérimentalement les relations de phases du système Cu₂S–PbS–ZnS dans la gamme de température de 873 à 1273 K. Utilisant la méthode CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams), on a créé les diagrammes de phases et l’ensemble de données thermodynamiques optimisées des systèmes PbS–ZnS et Cu₂S–PbS–ZnS, dans la gamme de température de 773 à 1473 K, au moyen des résultats expérimentaux de ce travail et de données choisies rapportées dans la littérature. L’ensemble de données thermodynamiques obtenues permet le calcul des propriétés thermodynamiques et des équilibres de phases des systèmes PbS–ZnS et Cu₂S–PbS–ZnS, qui sont en bon accord avec les données expérimentales.     

单分散ZnS纳米粉末的制备及其粒度控制

采用均相沉淀法，结合微波加热、溶液电导率控制和冷冻干燥来制备单分散的ZnS纳米微粒，考察了反应温度、反应时间、溶液pH、分散剂对粉末粒度及其分布的影响，提出了采用高温成核-低温生长制备粒度可控的ZnS纳米粉末的新工艺。结果表明：控制溶液pH在1．5～2．5，以PVP 六偏磷酸钠作分散剂，反应物浓度在0．1mol／L以下，85℃成核-60℃生长，通过控制溶液陈化的时间可以有效地控制单分散ZnS纳米微粒粒度。