大功率超声波技术制备纳米硫化铅溶胶的研究

"大功率超声波场中纳米硫化铅溶胶的制备方法，通过使用课题组设计的大功率脉冲超声反应器，能够快速合成粒度小且均匀的纳米硫化铅溶胶。这种方法的特点是时间短、粒度小、粒径分布均匀，且合成条件温和。X-射线衍射分析证实产物为方铅矿型硫化铅，纳米硫化铅溶胶的粒度约为7-8纳米，AFM分析显示粒径分布均匀。此外，紫外可见分析表明其吸收限在670nm，表现出量子尺寸效应。" 本文详细介绍了利用大功率超声波技术在液相中合成纳米硫化铅溶胶的新方法。在宁波大学材料科学与化学工程学院的研究中，科研团队设计并制造了一款大功率（2KW）的脉冲超声反应器，以此来制备粒度小且均匀的纳米硫化铅。这种方法的独特之处在于它能在短时间内完成合成过程，粒度控制在7-8纳米，粒径分布均匀，且合成条件相对温和，不同于传统的水热法、气相沉积法等需要复杂条件和长时间反应的方法。 通过X-射线衍射(XRD)分析，确认了合成的纳米硫化铅具有方铅矿结构。原子力显微镜(AFM)进一步证实了所制备的纳米粒子粒度均匀，平均粒径在7-8纳米之间。此外，紫外可见光谱分析显示，这种纳米硫化铅溶胶的吸收限在670nm，相比非纳米粒径的硫化铅，吸收限显著蓝移，这归因于量子尺寸效应，即粒子尺寸减小导致电子能级间隔增大，光谱特性发生变化。 纳米硫化铅因其独特的纳米尺度特性，如量子尺寸效应和表面效应，展现出优异的光学、光化学和电学性质，广泛应用于光电设备，如红外探测器和Pb2+选择性探头。传统合成方法往往难以实现粒度均匀且小粒径的纳米硫化铅，而大功率超声波技术的引入，有效解决了这一问题，为纳米材料的制备提供了新的途径。 超声波在液相中的作用主要包括强化传质和传热，以及诱导化学反应，尤其是声空化过程产生的高速微射流和局部极端条件，能够加速反应速率，促进纳米粒子的成核与生长，从而实现高效合成。这一方法对于纳米材料科学领域具有重要的研究价值和应用前景。