金屬硫化物納米材料控製合成和性質研究取得進展

金屬硫化物納米材料控製合成和性質研究取得進展

  金屬硫化物具有優(you) 異的光電性質及其應用，但是這些光電性質具有尺寸、形貌和化學組分依賴特性。因此，合理設計、可控合成具有特殊光學、電學和磁學性質的金屬硫化物納米材料已成為(wei) 納米生物醫學、光電器件、催化等前沿領域的研究熱點。

zui近，中科院蘇州納米技術與(yu) 納米仿生研究所王強斌課題組在采用單源前軀體(ti) 法控製合成金屬硫化物納米材料以及性質研究方麵取得了一係列重要進展。他們(men) 建立了一種熱分解二乙基二硫代氨基甲酸鹽的方法，可以簡單、地製備不同種類的金屬硫化物納米材料，並且可以實現對其形貌、大小和化學組成進行充分的調控。

例如，該課題組在上通過熱分解二乙基二硫代氨基甲酸銀（Ag（DDTC）），製備得到了尺寸均勻的、大小為(wei) 0nm左右的單分散性Ag2S近紅外量子點。相比較目前的含有鉛、鎘或汞等元素的近紅外量子點，Ag2S量子點具有毒性較低的優(you) 點。光譜研究結果表明，該Ag2S量子點具有良好的近紅外熒光發射特性。這種新型Ag2S量子點的發現對於(yu) 活體(ti) 深層組織熒光成像技術具有重要的意義(yi) 。這項研究成果發表在雜誌Journal of the American Chemical Society上（200, 32, 470-47）。

硫化鋅作為(wei) 一種重要的半導體(ti) 材料，不僅(jin) 具有出色的物理特性，如帶隙寬、折射率高和透光率高等，而且在光學，電子和光電子器件等方麵具有巨大的應用前景。雖然目前有很多製備ZnS納米材料的報道，但是如何製備直徑小於(yu) 其波爾半徑的ZnS納米材料還是一個(ge) 挑戰。王強斌課題組采用在油胺中熱分解Zn（DDTC）2的方法，獲得了具有強量子限製效應的超細ZnS納米線（半徑為(wei) 2.2 nm，小於(yu) 其波爾半徑2.4 nm），其產(chan) 率幾乎可達到00%。進一步研究發現，通過改變溶液中配體(ti) 分子的種類可以調控ZnS的形貌，例如，在油胺中加入油酸分子，可以得到ZnS量子點。該項研究結果發表在Chemical Communications. （200, 46, 894-8943）。

除了具有特殊光學性質的金屬硫化物，該課題組在利用單源前軀體(ti) 法可控合成磁性硫化物方麵也取得了新進展，成功合成了不同形貌的磁性硫化鐵納米材料，並對其形成機製進行了深入研究。實驗結果發現，分別以Fe（DDTC）3 和 Fe（DDTC）2（Phen）作為(wei) 前軀體(ti) ，可以得到立方相的Fe3S4納米顆粒和單斜相的Fe7S8納米片，它們(men) 在室溫下表現出強磁性。進一步調控實驗條件，還可以得到弱磁性的Fe.2S納米帶 （CrystEngComm. 200, 2, 3658-3663）。

在上述研究結果的基礎上，該課題組將這種熱分解二乙基二硫代氨基甲酸鹽製備金屬硫化物的方法擴展到金屬錫體(ti) 係，成功合成了超大的單晶SnS矩形納米片（7000nm×3000nm×20nm），這種*的二維結構和極薄的厚度，使SnS表現出優(you) 異的電化學性能。其作為(wei) 鋰離子電池負極材料時可使電池容量在電壓為(wei) .2V處達350mAh/g，並具有循環可逆性。通過改變試驗條件，可以對產(chan) 物的形貌和組成進行調控，得到SnS2納米盤。（Chem. Commun. 20, 47, 5226-5228）。

除了以上提及的金屬硫化物，該課題組利用單源前軀體(ti) 法還成功合成了CdS熒光量子點和納米棒、PbS 納米立方體(ti) 、Bi2S3納米片、可用作太陽電池材料的Cu2S量子點和Cu7S4納米顆粒等。對以上工作進行總結，該課題組發表了一篇綜述性文章（CrystEngComm, 20, DOI: 0.039/C0CE00982B）。采用熱分解單源前軀體(ti) 的方法不但能夠控製金屬硫化物納米材料的尺寸和形貌，還能有效調控其化學組成，這為(wei) 進一步係統研究金屬硫化物的性質及應用奠定了重要基礎。

上述研究工作得到了中科院“百人計劃”，中科院戰略先導專(zhuan) 項，科技部，國家自然科學基金委以及中國科學院-國家外國專(zhuan) 家局創新團隊合作夥(huo) 伴計劃的大力支持。

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