氧化锌纳米晶_卟啉复合材料的制备及性质研究.pdfVIP

第 16卷 　第 5期 长 　春 　大 　学 　学 　报 Vol. 16　No. 5 2006年 10月 JOURNAL OF CHAN GCHUN UN IV ER SITY O ct. 2006 文章编号 : 1009 - 3907 2006 05 - 0027 - 04 氧化锌纳米晶 \卟啉复合材料的制备及性质研究 1 1 2 谭 　芳 , 韩 　也 , 刘益春 1长春大学 理学院 , 吉林 长春 　130022; 2东北师范大学 物理学院 , 吉林 长春 　130022 摘 　要 :有机 - 无机复合材料是由有机物和无机纳米材料复合而成的。目前有 3种制备方法 :溶胶 - 凝胶法 ,插层复合法和超微无机粒子直接分散法 。通过采用软化学方法 ———溶胶 - 凝胶过程 ,制 备了氧化锌纳米晶 /对 - 二羟基苯基卟啉复合材料 ,系统地研究了复合体系的荧光和吸收等光学特 征 。 关键词 :溶胶 - 凝胶 ;氧化锌纳米晶; 卟啉 ;荧光光谱 ;紫外 - 可见吸收光谱 中图分类号 : O47 1. 4　　　文献标识码 : A 1　介 　绍 纳米科学技术是 20世纪 80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技 ,它的基本含义是在纳米尺寸 1～ 100nm 范围内认识和改造 自然 ,通过直接操作和安排原子 、分子创造新的物质 。纳米科技主要包括 :纳米物 理学 ;纳米化学 ;纳米材料学 ;纳米生物学 ;纳米电子学 ;纳米加工学 ;纳米力学等 。目前文献中报道的主要涉 及的是 II～Ⅵ族如 CdSe、ZnO , III～V 族如 InP、InA s和 GaA s化合物以及 Si等元素 ,特别是 II～Ⅵ族和 III～V 族化合物尤其引起人们的关注 [ 12 ] 。聚合物 - 纳米微粒复合体系中 ,当聚合物或纳米微粒被光激发而处于激 发状态时 , 由于电子亲和势的差异和能带的匹配 ,其间会产生能量传递和电荷转移过程 [ 3 - 4 ] 。电荷转移过程 的存在使得复合体系的光电导发生显著变化 ,能量转移过程的存在使得聚合物荧光强度被猝灭和激发态寿 命缩短 [ 5 ] 。通过溶胶一凝胶方法制备了高质量的 ZnO 纳米晶体 [ 6 ] ,并利用简单的滴定方法将纳米 ZnO 晶体 与最有代表性的卟啉有机物 对 - 二羟基苯基卟啉 合成了有机纳米晶体 —无机复合物 ,对体系的荧光等光 学性质进行研究 。 2　研究目的 在紫外 - 可见光区 ,卟啉化合物的特征吸收谱包括出现在约 400nm 的一个强的 B 带 ,和出现在 450 ～ 700 nm 的几个相对比较弱的吸收带 Q 带 。利用卟啉独特的电子结构和光电性能 ,设计和合成光电功能材 料及光电器件已经成为该领域研究的热点 [ 7 ] 。ZnO 是一种具有纤锌矿结构的直接带隙宽禁带半导体材料 。 室温下 ZnO 的禁带宽度为 3. 3 eV ,激子束缚能高达 60 m eV [ 8 ] 。利用化学方法将半导体纳米晶体与有机物 形成复合体系 ,通过对复合体系荧光光谱及紫外 - 可见吸收光谱等光学性质的研究 ,探讨了体系中两种物质 对于体系能级结构及相互作用的影响[ 9 ] 。 3　ZnO 纳米晶 /卟啉复合材料的制备 利用溶胶凝胶法 so lgel 得到 ZnO 纳米粒子的方法主要有两种 , 一是通过碱性或酸性条件下的水 解 [ 10 ] ,二是通过非水解方法 。一般水解是通过将 N aOH 或 L iOH 的醇溶液加入带有结晶水的醋酸锌的醇溶 收稿 日期 : 2006 - 08 - 22 基金项 目:吉林省教育厅科研课题 座机电话号码 作者简介 :谭芳 1975 - 女 ,吉林省长春市人 ,长春大学理学院实验员 ,硕士 ,主要从事半导体纳米光电材料的研究 。 ? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 28 长 　春 　大 　学 　学 　报 第 16卷 液中;非水解是在一定高的温度下将醋酸锌烷烃溶液加入至 TOPO 中。So lgel法主要包括三个过程 : 1 溶 胶 so l 制备 :通过沉淀之后在一定的体系中分散成原始颗粒大小 ,或者通过对沉淀的过程进行控制使颗粒 不至于 团聚而直接得到溶液 ; 2 溶胶凝胶的转化 so lgel :使体系失去流动性形成一种开放的骨架结构 ; 3 凝胶 gel 干燥 :一定的条件下使溶剂蒸发 ,干燥脱水过程 。 采用溶胶凝胶法 so lgel 制备 ZnO 纳米粒子 ,这种方法可实现低温合成 ,而且产物均一 ,价格低廉