表面调控纳米金属硫化物（CdS、MnS）的相变研究

纳米晶的结构及其稳定性研究是纳米科学领域的一个重要的基础研究方向，对纳米材料的合成、生长和应用具有指导性意义。本文选取II-IV族金属硫化物（CdS、MnS）为研究对象，对纳米尺度下CdS、MnS的相结构的相对稳定性与纳米颗粒的表面状态、粒子的尺寸之间的相互关系进行系统的研究。选取不同的表面包裹剂（如无机小分子；有机柔性分子；有机刚性分子等），研究CdS、MnS纳米晶在不同表面状态下的相变以及相变的临界尺寸；用分子动力学方法计算CdS的表面能，模拟小尺寸CdS纳米晶在不同表面包覆下的弛豫结构；通过对粒子生长、相变动力学研究，拟合得到粒子的生长机制，探索纳米粒子的生长机制与相结构变化的内在联系。典型相结构相互转变的相变模型可为其他纳米晶体系的相变研究提供借鉴。

通过控制合成得到了具有不同颗粒浓度和表面包裹状态的CdS量子点，并研究了在系列浓度下生长的生长动力学，考察了量子点的生长环境对于生长动力学和发光性质的影响；在此基础上，进一步对比了近期有机包裹剂调控下的纳米晶生长动力学与以往强碱无机包裹调控的纳米晶生长动力学差异。. 以20nm厚的纯氢氧化镁纳米片为研究对象，研究了它在CO2和水共存的条件下，一步相变转化为碳酸镁块材的机制问题；以碳酸镁块材为前体材料，通过热解获得多孔MgO微米棒，在染料废水中原位水化获得纳米自支撑的Mg(OH)2棒状聚集体，实现对低浓度的阴离子型染料快速选择性吸附，进一步碳酸化处理，可将饱和吸附的Mg(OH)2快速恢复为MgCO3纳米棒，同时染料脱附，从而实现对染料1000倍以上的浓缩倍数。. 通过控制合成得到了一种由Cu掺杂ZnS纳米片组成的，直径达微米级的，具有微纳结构的吸附材料，研究了该材料的微观结构以及Cu在ZnS结构中的价态和配位环境。研究发现掺Cu-ZnS表面带负电荷，由于这一特性该材料对于一些低浓度（最低可达0.1ppm）阳离子型染料污染物吸附速度快且具有选择性吸附的性能。