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PbS/PVP，CdS/PVP纳米复合材料的制备与非线性光学性质研究

作　者: 许新光
导　师: 敬承斌
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 硫化铅(PbS) 硫化镉(CdS) 聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 纳米复合材料原位合成三阶非线性光学性质
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本研究工作介绍了以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基体的硫化镉(CdS)纳米复合材料和硫化铅(PbS)纳米复合材料的制备、特性和应用,并且采用原位合成工艺制备出了CdS/PVP和PbS/PVP纳米复合材料。实验采用不同的反应试剂在PVP高聚物基体中通过原位化学反应生成硫化物纳米粒子,通过加入交联引发剂、紫外光照、恒温干燥、降低温度等手段对两种材料的制备工艺展开了研究,并对试样的组成、结构和非线性光学性质进行了研究。实验结果表明,随着硫化物在样品中含量的增加,得到的纳米粒子的尺寸增大,利用紫外光照和交联剂能促进PVP在室温下交联,从而有效防止硫化物粒子长大。样品在冰水浴下反应和固化可以得到粒径更小的硫化物纳米粒子。由于不同硫源试剂释放硫离子的能力不同,生成的硫化物纳米粒子的尺寸有差别,用硫代乙酰胺和硝酸盐反应得到的硫化物纳米粒子粒径相对较小。通过SEM、TEM测试手段表明,PVP对纳米粒子具有良好的修饰和保护作用,有效限制了粒子的长大。论文中对其相关的修饰和保护作用机理进行了讨论。形成的硫化物纳米粒子是多晶,均匀地分散在PVP基体中。UV-Vis光谱分析表明,由于纳米粒子的量子尺寸效应,硫化物的紫外吸收边发生了显著蓝移。据此计算得出了不同制备工艺得到的样品中粒径,并讨论了粒径变化的原因。Z-扫描分析表明得到的硫化物/PVP纳米复合材料存在明显的三阶非线性光学效应。其中CdS/PVP的非线性折射系数和非线性吸收系数分别达到10-11cm2W-1和10-7cmW-1的强度,在光学器件的制备中具有应用潜力。

PbS/PVP，CdS/PVP纳米复合材料的制备与非线性光学性质研究

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