固液相反应可控合成金属和硫族半导体纳米粒子及其性能的研究

粒子的尺寸、形貌和相结构是影响纳米材料性质的主要参数。本项目通过设计新颖的固液相反应，选择反应前驱物、溶剂、表面活性剂、Heating-Up模式、温度等反应参数，调控纳米粒子成核和生长的环境，实现对金属和半导体纳米粒子尺寸、形貌和相结构的可控合成，研究它们的光、电、磁、催化和传感等性质；进一步说来，开发新型简单有效的反应体系和方法，阐明金属和半导体纳米粒子的生长机理和规律以及粒子形状、大小、相结构、组装和性能的关系，为将来规模化生产具有特殊性能的纳米粒子、设计研制先进的纳米器件提供理论基础，具有重要的学术意义。

我们按计划开展了固液相反应可控合成金属和硫族半导体纳米粒子及其性能的研究。挑选了Ni、Pd、Ag、Cu、Pt、Ru如等几个典型的具有立方等相结构的金属和CdS、ZnS、SnS、SnS2、Cu2S、CdSe、PbSe、ZnSe、GeSe2、CuSe等立方、六方或其它相结构的半导体作为研究对象，研究反应条件（不同种类的前驱体、表面活性剂、溶剂、还原剂、“诱导”还原、Heating-Up 模式、反应温度等）对纳米粒子的大小、形状和相结构以及形成合金的影响，探索纳米结构的大小、形状和相结构与光、电、催化等性能的关联。.• 制备了薄饼状、多面体状和花果状CdSe纳米晶、1D螺旋状PbSe纳米组装体、NiSe2纳米带簇合物、NiS纳米棒、Nb2Se9纳米棒、片状和鱼骨状CuSe、片状NbSe2 、GeSe2、SnS2和SnS以及Cu2S等纳米结构，研究它们的形成机理、光电(如电致化学发光等)、光催化、传感、电催化析氢和电容等性质。.• 多面体状Pd和Ag、辐射状Pd纳米结构、空心状Ni、线状Cu纳米结构的制备，研究它们的形成机理和性质 (如表面增强Raman散射效应、传感特性和催化有机反应、电催化氧化甲酸等) 以及形状、大小、相结构和性质的关系。.• 二元/三元复合纳米结构的可控合成和性质研究：Ni-Ag合金纳米晶（高效催化2,6-二硝基甲苯加氢）；不规则多面体状Ni-Cu合金纳米晶（催化氧化葡萄糖）；Cu-M ( M: Fe、Ag、Au、Pd、Cr、Mo、W)纳米晶、鱼骨状Cu-Ag纳米结构、Pd-Mn2O3纳米复合粒子(催化氧还原反应)；CuCo2S4纳米片（电催化氧还原反应与析氧反应）；Ag/γ-Al2O3复合纳米结构（催化氢化硝基芳香烃）；Pd-CuSe复合纳米结构（SERS性质）；PbS-PbI2纳米复合粒子的制备；ZnS/Zn1-xCdxS/CdS异质结（光催化分解水析氢性质）；Pd2NiAg(催化氧还原反应)、Au-horseradish peroxidase 复合物（液面组装用于生物传感）、金属纳米晶在石墨烯上的组装、WS2在石墨烯上的组装，等等。.上述工作为根据不同的应用目的合理设计和开发新的功能纳米材料进行了探索，获得了一些有趣的结果，发表学术论文27篇，申报专利5项。部分工作发表后，受到同行的关注。