机械合金化法合成钨酸锌镉纳米晶体

由于纳米半导体材料具有量子尺寸效应、表面效应以及独特的光学性能等优良特性,使其得到了广泛的研究及应用。钨酸盐作为一种重要的氧化 物半导体,在近年来得到了广泛的研究与应用。

含有不同金属的黑钨矿型钨酸盐AWO4(A=Mg,Zn,Cd和Fe)广泛的用于闪烁材料、光导纤维、光致发光物质和催化剂等领域,最常见的就是钨酸锌和钨酸镉。

机械合金化法合成钨酸锌镉纳米晶体图片

钨酸锌属于单斜晶系,ZnWO4 中[WO6]八面体为发光中心,属于本征发光,是一种很好的闪烁材料,单晶钨酸锌在X射线断层扫描,地质物理探矿,高能粒子探测方面有广泛的应用。钨酸镉与钨酸锌具有相同的结构和相似的特性,将ZnWO4和CdWO4固溶起来所形成Zn1-xCdxWO4固溶体则具有能隙可调等优点,在光催化降解以及用作闪烁材料等方面效果更佳。现目前,合成钨酸盐的方法主要为水热合成法等湿化学方法,但此种方法操作麻烦、耗能大且产量低,所以研究人员尝试采用机械合金化法合成钨酸锌镉纳米晶体,它的过程包括:

按摩尔比0.5:0.5:1的比例分别称量ZnO、CdO和WO3粉体共6g,保持称量的误差在±0.0002g范围内,其中所加的粉末粒径大小均为100nm±5nm,将称量好的样品置于不同直径大小(2-12毫米)球磨子的球磨罐里并密封(球料比为5:1),装载在球磨机上进行球磨,分别球磨1h、2h、5h、10h、20h和30h后取样并保存。另外,按摩尔比1:0:1、0.8: 0.2:1、0.2:0.8:1和0:1:1的比例分别称量ZnO、CdO和WO3粉体共6g,保持称量的误差在±0.0002g范围内,将称量好的样品置于不同直径大小(2-12毫米)球磨子的球磨罐里并密封(球料比为5:1),装载在球磨机上进行球磨,球磨30h后取样并保存。

所制得的Zn1-xCdxWO4纳米晶化学成分均匀、结构单一,表面没有杂质等覆盖物,能很好显示材料的本征物理性能。更由于其良好的光学性能以及能隙可调等优点,使其能更好地用作闪烁材料、光致发光物质以及光催化材料等。

 

 

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