三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球

高等学校化学学报 ›› 2005, Vol. 26 ›› Issue (2): 199.

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三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球

曹洁明, 邓少高, 冯杰, 郭静, 张防, 陶杰

南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所, 南京210016

收稿日期:2004-09-14 出版日期:2005-02-10 发布日期:2005-02-10
通讯作者: 曹洁明(1970年出生),男,副教授,主要从事纳米材料研究.E-mail:jmcao@nuaa.edu.cn E-mail:jmcao@nuaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:BK2002414);国家留学回国人员科研启动基金资助

Synthesis of ZnS Hollow Submicrometer Spheres in an Aqueous Ternary-additive System

CAO Jie-Ming, DENG Shao-Gao, FENG Jie, GUO Jing, ZHANG Fang, TAO Jie

Institute of Nano-materials, College of Material Science and Technology,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016

Received:2004-09-14 Online:2005-02-10 Published:2005-02-10

摘要/Abstract

摘要： 利用仿生合成方法,通过加入一定量的引发剂使甲基丙烯酸原位聚合,在聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸(PMAA)和十二烷基硫酸钠(SDS)的三元添加剂混合溶液体系中控制了合成硫化锌晶体,提出了一种简单易行的合成硫化锌空心球的新方法.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及紫外吸收光谱等手段对合成样品的形貌、结构及性能进行了表征.TEM结果显示,ZnS空心球的直径约为300～400nm,其壳层的厚度约为50nm.SEM结果显示,空心球的外壳是由初级纳米粒子定向熔合排列形成的蠕虫状结构紧密组装而成.由于相应的胶束结构的改变,表面活性剂SDS浓度的变化明显改变了ZnS产物的形貌,在较高浓度的SDS溶液中得到了ZnS片状晶体的球形聚集体.利用核-壳机理初步解释了空心球结构的形成过程.

关键词: 硫化锌, 空心球, 仿生合成, 模板, 胶束

Abstract: In this paper, it is demonstrated that the utility of poly-(ethylene glycol)(PEG), methacrylic acid(MAA) and sodium dodecylsulfate(SDS) can exert an exceptional control on the crystallization of ZnS by the in-situ polymerization of MAA monomers through addition of a certain amount of initiator, hereby provide a facile synthesis route to hollow ZnS spheres. The products obtained were characterized by using X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM), scanning electron microscopy(SEM), and UV-Vis optical absorption. TEM studies suggest that the hollow spheres with diameters ranging from 300 to 400 nm are obtained. The wall thickness was estimated to be about 50 nm. SEM images show that the wall is constituted of compact worm-like structures, which consist of well-aligned primary nanoparticles. It was also found that the variation of surfactant concentration drastically changed the morphology of the produced ZnS products due to the corresponding transformation of micelles' structure. At a relative higher SDS concentration, ZnS spherical assemblies of platelike crystallites were obtained. The formation of the hollow spherical structure was interpreted in terms of the core-shell mechanism.

Key words: ZnS, Hollow spheres, Biomimetic synthesis, Template, Micelles

中图分类号:

O614

TrendMD:

曹洁明, 邓少高, 冯杰, 郭静, 张防, 陶杰. 三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球. 高等学校化学学报, 2005, 26(2): 199.

CAO Jie-Ming, DENG Shao-Gao, FENG Jie, GUO Jing, ZHANG Fang, TAO Jie. Synthesis of ZnS Hollow Submicrometer Spheres in an Aqueous Ternary-additive System. Chem. J. Chinese Universities, 2005, 26(2): 199.

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三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球

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