室温下Bi2S3纳米晶的可控合成及其表征(4)
图1.2 SnS的晶胞结构
国内的钱逸泰小组在合成SnS纳米晶方面做了很多工作。李清、钱逸泰等以反应条件温和的溶剂热路线，用不同的锡源SnC12•2H2O、SnCl4•5H2O和SnC14与硫脲为原料，在苯或乙醇溶剂中，以180-190℃反应18-36h合成了SnS和β-SnS2层状纳米晶。通过调整反应物配比可以选择性合成单一晶相的SnS或β-SnS2，并且可以改变反应溶剂、反应温度和反应时间来控制晶体尺寸、形貌。安长华、钱逸泰等以乙二胺为溶剂，以脱水SnC12•2H2O与等摩尔量硫粉为原料，在高压釜内恒温220℃反应40h，通过低温溶剂热路线合成了SnS带状微晶，带状晶体宽为十几微米，长为几毫米，厚达几微米。胡寒梅、钱逸泰等采用溶剂热法以SnC12•2H2O和KSCN为原料，在乙二醇溶液中合成了海胆状SnS纳米晶，反应温度200℃，反应时间12h。随着反应时间延长至96h，产物形貌将逐渐转变为纳米纤文;当反应时间为8-10d时，产物形貌为纳米棒。沈高振、钱逸泰等通过多经基化合物溶剂热路线以SnCl2•2H2O或SnCl4•5H2O与硫脉为原料，在装有乙二醇的平底烧瓶中加热至195-200℃回流反应1-2h，合成薄片状SnS纳米晶。苏惠兰、钱逸泰等65用SnCl2•2H2O或SnCl4•5H2O与略过量的硫代乙酰胺为原料，采用简单、温和的乙醇热法低温(100℃)反应10 h合成了SnS、SnS2、Sn2S3棒状纳米晶。实验结果表明溶剂、反应温度及痕量水是控制晶体成核及生长形成棒状结构的重要因素。
SnS还是一种具有潜在应用前景的超级电容器电极材料。M.Jayalakshmi等通过水热法以SnCl2•2H2O和硫脲为原料合成SnS纳米棒，然后通过研磨迁移技术利用石蜡将纳米棒填充固定在石墨电极上，组成双层电化学电容器。采用循环伏安法、两步计时库仑分析法及充放电行为研究其电化学行为。SnS纳米棒的化学和电化学稳定性已改进到可循环充放电1000次以上。在中性溶液中电极的工作电压为1.65V，对于水性媒介中充放电行为较为有利。利用空白石蜡填充石墨电极作研究对比，SnS纳米晶电极不管在碱性溶液还是中性溶液中其电容性都较高。Yang Li将制备的SnS纳米晶与碳气凝胶进行复合，复合物作为电极材料其电容及充放电性能较之纯SnS有了一定的提高。
1．4 纳米材料的合成与制备方法
纳米材料的制备方法可以分为物理制备法和化学制备法。常用的物理制备法有：机械法、气相法、磁控溅射法与等离子体法。常用的化学制备法有：溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳液法、界面法及超声电化学法等。物理制备方法基本不涉及复杂的化学反应，因而在纳米材料合成方面存在一定的局限性。故而仅介绍以下几种化学制备方法。
1.4.1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是利用无机盐或者金属醇盐水解直接形成溶胶，然后让溶质聚合凝胶化，形成具有一定结构的凝胶，再将凝胶干燥、焙烧除去有机成分，最后得到无机材料。
制备过程中控制形成微粒尺寸大小的一般方法为：①表面修饰法，通过改变金属硫化物与表面修饰剂的浓度比，控制表面修饰剂分子与S2-离子同金属阳离子之间的反应速度；②扩散控制法，选择合适的反应物浓度及溶剂PH值等控制微粒的成核和生长速度；③加入无机或者有机聚合物稳定剂，常用的稳定剂有：PVA(聚乙烯醇)、HMP（吹冰偏磷酸钠）、CTAB（十吹冰烷基三甲基溴化铵）。
与其它一些化学制备法相比，该法的优点：化学均匀性好， 化学反应容易进行，而且所需的实验温度较低。该法存在的一些问题：溶胶—凝胶过程所需时间较长；凝胶中存在较多微孔，在干燥过程中，会逸出许多气体及有机物而产生收缩；制备的纳米粒子粒径通常分布一定。