Introduction研究半导体纳米粒子嵌入在几种类型的矩阵是目前一个非常活跃的研究领yabo214域。小颗粒,大小在yabo2141 - 20海里,从观察到的物理化学性质完全不同的散装材料[1]。各种各样的半导体纳米粒子合成聚合物等不同的矩阵,眼镜和沸石主要目的修改其属性通yabo214过控制粒子的大小。因此,这些系统的推动,因为利息可能调整材料的属性为特定领域的技术应用非线性光学、光电转换、催化、光电等。沸石纳米多孔晶体材料由Si,艾尔和O原子,这构成框架结构的笼子互联通过与亚博网站下载分子尺寸的通道。有不同的技术将化合物半导体定义良好和命令沸石笼。沸石的笼子和通道矩阵,nanometric维度,都是非常合适的网站自组装和稳定半导体集群。几个semiconductor-zeolite系统已经在文学研究和报道[2 - 6]。 半导体材料的属性的修改更当其尺寸与激子玻尔直径。PbS是IV-VI化合物半导体与狭窄的带隙能量,0.41 eV在300 K,高介电常数,17.3和小型电子有效质量,< 0.1米*[7]。最后两个参数的值产生很大激子波尔直径,约18海里(8 - 10),半导体材料。因此,PbS是足够的材料来研究颗粒大小影响因为它不是很难合成PbS纳米颗粒小于18海里。yabo214事实上,强有力的约束机制的粒子大小远小于激子波尔半径,取得在PbS纳米颗粒系统中有1 - 4海里(第11 - 15)之间的大小。yabo214在这个工作我们有合成PbS纳米颗粒平均尺寸4纳米沸石Na-X,通过离子交换过程在碱性yabo214水溶液。我们在这里报告系统的光学和结构特性PbS-Na-X沸石。 实验沸石用于我们的样品的制备合成沸石X与公式Na韦科化学品公司2卵圆形2O32.5 sio2。这八面沸石类型的沸石是silicon-aluminum比1.25和0.9 nm的多孔尺寸。合成沸石内的PbS矩阵的方法是建立在碱性条件下反应的解决方案和就业的硫脲,CS (NH)2)2,如硫源的碱性解决方案。沸石的合成过程如下:Na+- x是第一个0.1 m的NH处理解决方案4没有3为5小时回流温度(约100ºC)。然后,混合物被过滤分离,产品先后被洗:一旦与去离子水,盐酸溶液0.06的6倍,6倍和0.06米的氢氧化钠溶液和去离子水7次。在清洗过程对沸石在室温下干燥。这一步的目的是Na的交换+离子的沸石NH蛀牙4+离子,NH分解3(气体)+ H+。因此,这一步后,我们获得了沸石Na+H+- x。的铅2 +沸石的离子交换过程做如下:一克沸石Na+H+- x是添加到20毫升0.1醋酸铅溶液。这种混合物是磁搅拌50°C的温度2小时。的铅2 +广泛交换沸石过滤,用去离子水清洗,直到没有Pb2 +离子被发现在过滤后的液体滴Na2年代。年代的反应2 -离子,Pb g之一2 +交换沸石的溶液添加到40毫升0.1硫脲和磁搅拌两小时。三个样本准备通过这种硫化作用过程的温度55岁,分别为65和75°C。最后,收集的样本去离子水清洗和过滤。获得的样本和黯淡的白色精细粉末。三个样本稳定在环境条件,这是它们的颜色没有改变暴露在大气水分的接触。样品研究了x射线衍射(XRD)测试使用Rigaku D / max - 2100衍射仪。样本的光学吸收谱测量获得的漫反射光谱的珀金埃尔默UV / VIS 330分光光度计,然后转换成吸光度单位利用Kubelka-Munk理论。PbS纳米颗粒的平均大小和晶体结构测定的透射电子显微镜(TEM)测量中执行Jeol 2010透射电子显微镜。yabo214 结果和讨论x射线衍射模式的三个PbS-Na-X样品准备在不同的温度下图所示保证1。此外,底部了x射线衍射模式的纯Na-X沸石,它显示的衍射线八面沸石沸石(JCPDS # 12345)。没有大区别纯沸石和PbS加载的模式,表明沸石结晶度的X不受合成过程的影响。PbS-Na-X样品的图案不显示任何PbS衍射峰由于小浓度的PbS沸石矩阵。 
图1所示。x射线衍射模式的卸载Na-X沸石和三个PbS-Na-X样本。 在图2所示的TEM形象的沸石微晶样品准备在65ºC。在这幅图像中可以观察小于10纳米粒子的均匀地嵌入到微晶及其边缘与新兴纳米颗粒。yabo214纳米粒子有一个非常yabo214明确的球形。 
图2。TEM图像PbS-Na_X样品准备在65ºC。 粒度分布的直方图,图3所示是获得这张照片的平均大小为4.6 nm,直径远小于激子波尔在PbS。 
图3。从图像获得粒度分布在无花果保证2。 电子衍射模式,如图4所示,用于测定晶体结构的纳米粒子,因此识别。yabo214 
图4。电子衍射的PbS纳米颗粒在沸石X模式。yabo214 亮点在此模式中定义的平面距离纳米晶体晶格给定的表1中,在给出的平面距离立方PbS晶体结构(方铅矿)。纳米晶体的晶面间的距离的值点阵同意与方铅矿结构很好,因此我们可以得出结论,沸石纳米粒子嵌入的TEM观察到yabo214的图像与立方PbS纳米晶体结构。 表1。平面的距离PbS-Na-X样本,PbS散装(方铅矿)和相应的晶体点阵的飞机。
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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) |
另一个直接证据的形成非常小的PbS沸石中粒子的光学吸收谱矩阵是由三个PbS-Na-X样本,如图5所示。yabo214光学光谱的样品准备在55和65ºC有吸收发病约500海里,与此同时,在准备样品的光谱在75ºC,开始观察到约800海里。的位置吸收光谱的边缘的三个样本强烈转移到更高的能量比散装PbS的基本吸收边沿,表明量子限制的影响PbS纳米粒子的小尺寸的结果。yabo214 
图5。PbS-Na-X样品的吸收光谱漫反射光谱测量在室温下。 此外,三个光学光谱显示两个定义良好的吸收光谱最大在260和400海里。激子的吸收波段的能量远高于能量带隙散装PbS一直在观察胶体PbS粒子的吸收光谱与平均大小为4.3 nm稳定与聚乙烯醇(PVA) [9]。yabo214吸收光谱的最大谎言约为600,400和300海里的吸收光谱。求解薛定谔方程与无限势阱和抛物线能源乐队,已经决定,吸收带是1 s轨道e1h,1e1便士h和1 pe1便士h分别转换。这些激子吸收波段的吸收光谱也被观察到具有PbS纳米粒子合成聚合物[12]和水膜[13]。yabo214因此,我们可以把吸收的起源乐队在400和260海里e1便士h和1 pe1便士h转换在PbS纳米颗粒的平均尺寸4海里,分别。yabo214的转移在260海里的光谱吸收带PbS-Na-X样品相比,300海里的地方观察乐队由于1 pe1便士h在PbS纳米粒子稳定过渡PVA可以由于沸石的影yabo214响矩阵。在最近的一篇论文,我们发现1 se1便士h和1 pe1便士h转变出现在280和390海里PbS球形纳米粒子的光学光谱在沸石矩阵,平均大小为4.3 nm [6]。yabo214PbS集群之间的平均大小0.56和1.1 nm也一直在合成沸石Y。这个系统的吸收光谱显示一个吸收峰约300海里。缺乏激子的结构的吸收光谱PbS-Y系统解释为由于疲软的激子结合能等窄带隙半导体PbS。 PbS的球形纳米粒子及其分布Na-X沸石矩阵特征非常相似的胶体PbS纳米yabo214粒子稳定在PVA报告参考[9]。由于纳米颗粒的平均尺寸,4.6 nm,比大小的超级大笼在沸石X, 1.yabo2143海里,可以得出结论,PbS纳米颗粒不封装在X沸石笼但zeolita嵌入式一致矩阵,如图2所示图像的。即使PbS纳米粒子并不位于定期分发沸石的笼子里,他yabo214们表现出有趣的属性被常规球形和结晶度最重要。水晶的质量相关半导体已经出现的激子的吸收光吸收[3]。因此,图5中的激子的吸收观察可以归因于好的水晶PbS纳米粒子的质量,支持的点电子衍射模式如图4所示。yabo214 结论在这个工作我们报道一个简单的化学方法基于离子交换沸石Na-X PbS纳米颗粒的合成。yabo214PbS纳米颗粒的球形平均约yabo2144.0纳米的大小。他们有方铅矿结构的晶体结构和嵌入式统一在沸石矩阵。1 se1便士h和1 pe1便士h激子的转换中观察到的吸收光谱PbS-Na-X系统解释的水晶PbS纳米颗粒的质量。yabo214 确认我们承认博士。r . Machorro从CCMC-UNAM漫反射系数测量的技术援助Gradilla-Martinez, f . Ruiz-Medina m . a . Hernandez-Landaverde r . j . e . Urbina-Alvarez Flores-Farias和p·加西亚。这项工作由CONCyTEQ从地方财政支持,墨西哥(项目编号c01 qro - 2003 - 10419)。 引用1。t . Trindade p . O ' brien, n . l·皮科特。”半导体纳米晶体:合成、属性和视角”,化学。板牙。, 13(2001)3843 - 3858。 2。j .他y英航,c·拉特克利夫,j . a . Ripmeester d·d·克鲁格,j·s·Tsea。”封装Y沸石硅发光机制的本质”,达成。理论物理。列托人。,74 (1999) 830-832. 3所示。林小薇,昭君,战国王,林拉妮。”一些新的观察cd集群的形成和光学性质Zeolite-Y”,固态Commun。,100 (1996) 101-104. 4所示。昭君战国魏Chen Wang Lin, Jiajun钱,拉妮林。”新观察Zeolite-Y PbS集群的形成”,理论物理。列托人。,68 (1996) 1990-1992. 5。r . Ochoa-Landin m . Flores-Acosta r . Ramirez-Bon h . Arizpe-Chavez m Sotelo-Lerma和f f Castillon-Barraza,”描述的cd集群Zeolite-A生长在碱性溶液”,期刊。化学。固体,64 (2003)2245 - 2251。 6。m . Flores-Acosta m . Sotelo-Lerma h . Arizpe-Chavez f·f·Castillon-Barraza和R。Ramirez-Bon”,激子的球形PbS纳米颗粒的吸收在沸石yabo214”,固态Commun。,128 (2003) 407-411. 7所示。j . i Pankove。”在半导体光学过程”(多佛出版公司,纽约,1971)。 8。A.K. Dutta t Ho·l·施特略夫张和p,”成核和生长的铅硫化物纳米和微晶在超分子聚合物组装”,化学板牙。,12(2000) 1042. 9。杰克劳斯,fw明智。”拉曼散射的研究PbS纳米晶体Exciton-Phonon耦合”,理论物理。牧师,B 55 (1997) 9860 - 9865。 10。t . Okuno a . a . Lipovskii t . Ogawa i Amagai y杨继金,“强烈的硒化铅量子点和PbS监禁”,j . Lumin。,89 (2000)491 - 493。 11。r·s·凯恩r·e·科恩,r . Silbey。”PbS的合成制备内嵌段共聚物Nanoreactors”,化学。板牙。8 (1996)1919 - 1924。 12。Z。,Suhua Wang, and S. Yang, “合成和表征的PbS Nanocrystallites无规共聚物离子交联聚合物”,化学。板牙。11 (1999)3365 - 3369。 13。l .李歌,l, l . Wang r, x, y赵,t .金力。”生长在两亲性低聚物的制备和表征量子规格的PbS朗缪尔- - - - - -Blodgett层”,朗缪尔13 (1997)6183 - 6187。 14。l .郭k .易卜拉欣F.Q. Liu X.C. Ai,李Q.S. H.S.朱,邹Y.H.。”瞬态光学特性的小说PbS纳米颗粒涂2,6-O-diallyl-b-CD”,yabo214j . Lumin。,82 (1999) 111-114. 15。a . Martucci p . Innocenzi j·菲克J.D.麦肯齐,“Zirconia-Ormosil®电影掺杂PbS量子点”,j . Non-Cryst。固体,244 (1999)55 - 62。 详细联系方式 |