第23卷第3期 2008年5月
无机材料学报
Journal of Inorganic Materials
文章编号：1000-324X(2008)03-0491-05
碳纳来管/ZnS复合材料的制备及其性能表征
焦志辉，张孝彬，程继鹏，陶新永，贺狄龙
(浙江大学材料科学与工程系，硅材料国家重点实验室，杭州310027)
Vol.23,No.3 May,2008
摘要：碳纳米管用氨水、乙二胺四乙酸（EDTA）进行表面改性，然后通过硫代乙酰胺、酸酸锌、水和表面改性的碳纳米管在水浴超声条件下发生溶液化学反应，在碳纳米管表面包要了一层分布均匀、致密的ZnS纳米晶粒.用XRD、TEM、SAED、SEM、FTIR、PL等表征手段对材料进行了结构及性能表征.研究结果
纳米管/ZnS复合材料的光致发光性较之相同方法合成的ZnS，俘获态发射峰蓝移6nm，而能带边缘发射峰蓝移 16nm.通过对FTIR及不同表面改性碳纳米管的对比试验研究，给出了碳纳米管/ZnS复合材料的形成机理
关键词：碳纳米管；ZnS;包囊；光致发光中图分类号：TQ050文献标识码：A
PreparationandCharacterizationofCarbonNanotubes/ZnScomposite
JIAO Zhi-Hui, ZHANG Xiao-Bin, CHENG Ji-Peng, TAO Xin-Yong,HE Di-Long
(State Key Laboratory of Silicon Materials, Department of Materials Science and Engineering, Zhejiang Uni versity,Hangzhou 310027,China)
Abstract: Carbon nanotubes were modified by NHg-H2O and EDTA, respectively. Then, ZnS nanopar-ticles were densely and uniformly coated on modified surfaces of carbon nanotubes through reaction of thioacetamide and zinc acetate in water solution.The samples were characterized by XRD, TEM, SAED, SEM, FTIR and PL spectroscope. Experimental results indicate that EDTA treatment of the carbon nanotubes is a key factor for the formation of carbon nanotubes/ZnS composite. The PL spectra show that the photoluminescence peaks of the carbon nanotubes/ZnS composite have a small blue shift in comparison with the as-prepared ZnS. A possible formation mechanism is proposed for the carbon nanotubes/ZnScomposite.
Key words:carbon nanotube; ZnS; coating; photoluminescence
1引言
碳纳米管(MWNTs)由于具有优异性能和存在多种潜在应用价值，一经发现便迅速成为国内外研究的热点，高比表面积及其在机械、电学、光学和化学等方面的优异性能使碳纳米管成为制作电极[2]、场发射平板显示器[3]等的理想材料．但较低的表面活性在很大程度上限制了其广泛应用. 在碳纳米管表面包裹其它纳米材料可以显著提高其表面活性，获得特殊性能的复合材料.近年来，在碳纳米管表面包裹一层半导体纳米晶成为国内收稿日期：2007-06-08，收到修改稿日期：2007-09-11
外研究的热点.碳纳米管／半导体纳米复合材料具有高比表面积和界面面积，在制备光电子器件如光电电池和光探测器等方面有很大优势[4-6]，据文献报道，已有数种半导体纳米晶成功包裹在了碳纳米管表面，如SnOl}],CdS[8],CdSe[9-11],CdTe[12] Z135, 1620, 1,2]和3,2] 其中，II-VI族金属硫化物作为一类重要的半导体材料，当晶粒尺寸达到纳米级时具有量子尺寸效应和非线性光学特点，可应用于激光通信、发光二极管等领域[25]，ZnS作为重要的ⅡI-VI族金属硫化物半导体材料，禁带宽度Eg达3.8eV，是典型的
作者简介：焦志辉(1983-），男，颈士研究生，通讯联系人，张孝彬，教授，E-mail:zhangxbozju.edu.cr 万方数据