GeS2纳米材料的合成及性能(2)
3.2.3反应时间的影响 15
3.3 GeS2纳米片的光学性能 16
3.3.1 GeS2纳米片的光学性能 16
3.3.2 GeS2纳米片的荧光性能 16
3.4反应机理 17
4 结论与展望 18
致谢 19
参考文献 20
1 绪论
随着高新技术的发展和新型产业的形成，对于具有优异性能、独特结构和特殊功能的新型无机材料的需求也日益增加。如今，为了满足高新技术和新型产业的发展需求，几乎每年国际上都有大量的新物种被合成出来。
多年以来，为了研究物质的结构、性能与反应以及它们之间的关系，合成化学家不断地在创造与开发新的物种，揭示新的规律与提高原理基础，成为了推动化学学科与相关学科发展的主要动力。现代无机化学合成作为合成化学中极其重要的一部分，不仅已经成为无机化学的重要分支之一，而且随着研究的深入其内涵已被大大地扩充了。它不仅仅只局限于以前传统的合成，而且还包括了物质的制备与组装科学。目前，无机化学合成已经以非常快地速度成为无机化学及相关学科发展的重要基础。其次，伴随着新型学科和高新技术的蓬勃发展，对无机材料提出了各种各样不同的要求，新型无机材料被广泛应用于现代科技各个领域中。硫属化合物在高新技术领域具有潜在的应用前景，它们的合成研究是目前无机合成化学的一个非常活跃的研究领域。
从20世纪60年代以来，尽管在半导体工业中锗的统治地位逐渐地被性能更优秀，价格更低廉、资源更为丰富的硅所取代，但是由于锗的电子迁移率、空穴迁移率比硅高出很多。所以在高频、远红外和航空、航天领域，锗材料仍占主导地位。随着科学技术的蓬勃发展，它在光伏、光导纤文、荧光粉、锂电池、医药和催化剂等方面也渐渐地被广泛应用了起来。此外，锗的带隙小（0.67 eV）,对光的吸收波长能很好地与太阳光重合，因此在可见光光催化和光伏材料方面具有广阔的应用潜力[1,2]。
1.1 硫属化合物研究概述
硫属化物具有复杂的结构和丰富的物理和化学性质，在快速离子传输[3]、可见光光催化[3]、选择性离子交换[3,4]、非线性光学[5]、光致发光[6]、半导体[7]、光电导[7]、化学传感[8]、化学吸附[9]、分子筛[10]等诸多领域均表现出广泛的应用前景。这使得探索合成新型硫属化物成为了新型无机材料探索中极为吸引人的领域。
1989年，Bedard[11]等人利用有机胺和季铵盐离子作结构导向剂合成了金属锡硫化物，从而开辟了非氧化物材料合成的新领域。自此，有关第四主族元素硫属化物的合成研究引起了人们广泛的关注。在最初的合成中，只有硫化锗和硫化锡被报道出来。在这之后，锑和铟等硫化物、硒化物、碲化物也被相继合成出来。
1.1.1 锡的硫属化物
锡的硫属化合物的最基本结构单元是SnQ4四面体（Q=S,Se,Te）。制备时，模板剂、反应温度和溶剂对产物的结构有很大的影响。在有机胺、季铵盐或表面活性剂等模板剂作用下，多个SnQ4四面体通过μ-Q2-桥键以共用四面体角或边的方式形成多聚四面体[SnxQy]z-，进而构成结构不同的0~3文有机杂化硫属化合物。[SnxQy]n-离子的平衡阳离子可以是质子化铵、碱金属离子、季铵盐、过渡金属离子等，这些平衡阳离子均起着结构导向的作用，即模板剂的作用。
1.1.2 锑的硫属化合物
其最常见的合成方法为溶剂热法，即把有机离子、碱金属离子、过渡金属配离子作为锑硫属化合物的平衡阳离子，然后再用溶剂热法合成了锑硫属化合物。当模板剂存在时，通过溶剂热法合成的锑硫属化合物的一级结构单元为SbS3三角锥，然后形成[SbxSy]z-聚合离子。除了SbS3之外，Sb还能够形成配位数为4的结构单元SbS4的四面体。同时，[SbxSy]z-离子也十分容易与过渡金属离子M2+相互结合，形成[MSbxSy]z-三元的多文结构。目前，因为[SbxSy]z-聚合离子丰富的多文结构特性，所以锑硫属化合物成为被研究最多的主族金属元素硫属化合物。