水热法制备ZnO/ZnS纳米复合材料：结构与光学性质

"ZnO和ZnS纳米复合材料的水热法制备" 这篇论文详细介绍了如何利用水热法制备ZnO和ZnS纳米复合材料。水热法是一种在高压高温条件下合成晶体材料的方法，尤其适用于制备纳米级别的复合材料。在这个过程中，研究人员以Zn(NO3)2·6H2O和NaOH作为起始原料，通过一次水热反应成功合成了花状的氧化锌(ZnO)。这种花状的ZnO具有独特的结构，可能由于其特殊的形貌，增加了表面积，从而影响其性能。 接下来，他们将制得的氧化锌分散到硫代乙酰胺(TAA)的水溶液中，通过二次水热反应，形成了ZnO/ZnS纳米复合材料。这种复合材料展现出新颖的片状结构，其厚度大约在20-30纳米之间。片状结构对于光吸收和电荷传输等性质有着重要影响。通过调整TAA的浓度，可以控制ZnS在复合材料中的含量，从而实现对材料性能的调控。 为了深入理解所制备的纳米复合材料的结构和特性，研究者运用了多种分析手段，如X射线衍射仪(XRD)用于确认晶体结构，扫描电子显微镜(SEM)用于观察表面形貌，以及能谱仪(EDS)用于元素分析。这些测试结果显示，纳米片由ZnO和ZnS两种材料组成，且形态不规则。ZnS的存在使得材料的光学性质发生变化，如在可见光区域的吸收率降低，377nm附近的吸收边出现蓝移现象，同时在432nm处新增了一个吸收峰。这表明材料的能带结构可能发生了改变。 此外，随着S元素的增加，ZnO的禁带宽度从3.21eV增加到3.26eV。禁带宽度是决定半导体材料光电性能的关键参数，它的变化意味着材料的光电响应可能发生改变，这对于太阳能电池和光催化等应用至关重要。因此，这种ZnO/ZnS纳米复合材料可能在光电器件领域具有潜在的应用价值。 关键词：氧化锌(ZnO)；硫化锌(ZnS)；水热法；纳米复合材料；晶体结构；光学性质 中图分类号：O781 - 材料科学 这篇论文首次报道了ZnO和ZnS纳米复合材料的水热合成方法，揭示了其独特的结构特性和光学性质，为纳米复合材料的设计和应用提供了新的思路。