電化學(xué)沉積法制備Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子及性能研究的綜述報(bào)告

電化學(xué)沉積法制備Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子及性能研究的綜述報(bào)告Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物是一種特殊的無(wú)機(jī)化合物，其具有良好的電學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，因此在需要高性能材料的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如光伏電池、LED等。作為納米材料，Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物具有更加優(yōu)越的性能，因此制備納米粒子成為研究的重要方向之一。電化學(xué)沉積法是制備Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子的一種有效方法，本文將對(duì)該方法進(jìn)行綜述。1.電化學(xué)沉積法（Electrodeposition）電化學(xué)沉積法是一種通過(guò)電極–電解質(zhì)界面進(jìn)行半固態(tài)重合反應(yīng)來(lái)制備材料的方法，該技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于制備不同種類(lèi)的金屬和合金。電化學(xué)沉積法具有多種優(yōu)點(diǎn)：它是一種靈活性較大的合成方法，可以通過(guò)改變反應(yīng)條件來(lái)控制顆粒的形狀、大小、分散度和組成；此外，該方法高效、便捷，成本較低。2.Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物的分類(lèi)在Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物材料中，常見(jiàn)的有CdS、ZnS、CdSe、ZnSe及其合金等。其中，CdS和ZnS是應(yīng)用較為廣泛的兩種材料，這主要是由于它們的能帶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。3.Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子的制備電化學(xué)沉積法制備Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子需要確定適合于該反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，并控制反應(yīng)條件來(lái)達(dá)到所需的納米顆粒。3.1反應(yīng)機(jī)理Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子的制備主要涉及于所用電極電勢(shì)、金屬離子濃度、反應(yīng)溫度和電解質(zhì)pH值等反應(yīng)條件的選擇。在制備CdS納米粒子的過(guò)程中，Cd離子首先被還原，在還原的同時(shí)進(jìn)行硫化反應(yīng)，生成CdS顆粒：Cd^2++S^{2-}->CdS在反應(yīng)過(guò)程中，電極上形成了一層CdS納米顆粒，其形貌和粒徑受到反應(yīng)條件的影響。通過(guò)控制反應(yīng)條件，可以合成不同形貌、粒徑和組成的CdS顆粒。3.2反應(yīng)條件的控制制備Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子的反應(yīng)條件主要包括電極材料、電勢(shì)、電解質(zhì)濃度和溫度等。在電極材料的選擇上，穩(wěn)定的電極材料對(duì)反應(yīng)過(guò)程的控制至關(guān)重要。金和玻碳電極是制備CdS、ZnS等Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物的首選電極材料。在電勢(shì)的控制方面，選擇合適的電勢(shì)對(duì)于控制納米粒子的分散度和大小非常重要。一般而言，在適宜的電勢(shì)下可以得到分散度良好、粒徑均一的納米粒子。在制備CdS納米粒子的過(guò)程中，常用的電勢(shì)為-0.8V。在電解質(zhì)選擇方面，主要是選擇一種能夠使金屬離子還原形成硫化物離子的電解質(zhì)。常用電解質(zhì)是硫酸鹽類(lèi)。對(duì)于反應(yīng)溫度，通常在室溫下進(jìn)行反應(yīng)，但根據(jù)不同的反應(yīng)體系和具體的研究目的，可以選擇不同的反應(yīng)溫度。4.Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子的性能電化學(xué)沉積法合成的Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子具有許多優(yōu)良性能，例如超導(dǎo)性、鋰離子電池的高倍率性能、光催化等應(yīng)用價(jià)值。此外，它們還具有優(yōu)良的光電性能，因此逐漸成為制備高效光電器件的重要材料。最近的一些研究還顯示，Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子具有光致發(fā)光性（Photoluminescence,PL）。在這種材料中，特定的電子能帶之間的躍遷可以導(dǎo)致發(fā)光現(xiàn)象，因此對(duì)于制備高效光電器件來(lái)說(shuō)具有極高的應(yīng)用潛力?？偨Y(jié)起來(lái)，電化學(xué)沉積法制備的CdS、ZnS等Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物納米粒子具有高度可控性和適應(yīng)