韩 璐,曹 栋,杜 鹏,张 锐

(1河北科技师范学院,河北秦皇岛,066600;2华北秦皇岛电力公司;3中石油天燃气管道局第四工程公司)

硫化铋(Bi2S3)是一种Ⅴ-Ⅵ族直接带隙半导体材料,属于正交晶系,其能带带隙为 1.3 eV[1,2]。研究发现,随着 Bi2S3的纳米化,会增强其氧化还原能力,具有更优异的光电催化活性,在光电转化、光电二极管阵列以及由于具有 Peltier效应而导致的热电冷却方面具有潜在的应用,所以近年来引起了人们越来越多的关注[3,4]。Bi2S3纳米半导体的性质取决于它的形貌和尺寸,低维纳米 Bi2S3由于具有独特的光、电、磁等性质及其潜在应用前景而引起了全世界的广泛关注[5,6]。为此,寻求经济、简单便利的方法制备具有独特性质的纳米 Bi2S3半导体材料一直是化学家和材料学家面临的重要课题。

Bi2S3纳米半导体的制备方法有以下几种:热分解铋的二硫代氨基甲酸盐、铋的硫代硫酸盐[7];高温下铋和硫蒸气在石英容器中直接反应[8];通过化学液相沉淀方法用铋盐和硫源如硫脲、硫代硫酸钠或硫代已酰胺等在溶液中发生化学反应[9,10];用微波加热法制备 Bi2S3纳米材料[11]。目前,利用水热法来制备硫化铋的文献报道还不多,因此有必要对 Bi2S3的制备、结构、形貌等加以系统的研究。笔者采用硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和硫化钠(Na2S·9H2O)为前驱体,利用安全、简便以及便于控制形貌的水热法通过不同的反应条件制备出不同形貌的纳米 Bi2S3半导体材料,并利用 XRD和 TEM等检测方法对制备出的样品晶相组成和形貌进行分析和表征。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 试剂 硝酸铋(天津市瑞金特化学品有限公司);硫化钠(天津东丽区天大化学试剂厂);无水乙醇(天津市永达化学试剂开发中心);蒸馏水。……