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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划研究聚乙烯纳米材料的目的和意义本科毕业设计(论文)开题报告题目：纳米硫化银的合成及性能研究课题类型：实验研究学生姓名：樊晓龙学号：专业班级：应用化学学院：生物与化学工程学院指导教师：开题时间：XX年2月XX年3月1日一、毕业设计内容及研究意义1、课题研究的意义近年来，纳米硫化物由于其独特的物理化学性质成为一些领域的研究热点，在电磁学、光学、生物医学等领域中具有很大的潜力和应用价值备受人们关注2。目前硫化银纳米材料已经有许多合成的方法，但很少是以水热合成或溶剂热方法制备。通过实验可以更
2、进一步了解纳米材料的合成方法。在性能方面的探究会得到一些新的见解，这样有助于纳米硫化银的功能开发。同时能回收工业中废弃的Ag+离子，又能开发出新的材料，从而减少其对环境的污染。在此次课题研究中可以对自己所学的专业知识得到巩固，并且开拓了对纳米材料方面的知识，又能提高自己的实验研究技能及思维能力。2、课题研究的内容本实验中以水热合成法或溶剂热合成法合成二元化合物硫化银纳米晶，并对硫化银纳米晶样品进行XRD，SEM等相关表征。进一步研究温度、溶剂、表面活性剂对纳米晶尺寸、形貌的影响。建立起一种环保、安全、高效的制备多元化合物纳米晶的低温溶剂热合成技术，并对合成的纳米硫化银样品的相关性能进行研究。水
3、热合成或溶剂热合成方法本身简单易操作，在该实验中进一步研究其合成特性及反应条件对产品粒径大小、形态的影响；考察不同表面活性剂、硫源对产品影响；借助科学仪器寻求好的方案探索纳米硫化银分子结构，并对产品进行优化已得到更好的纳米材料；探究纳米硫化银的电学、光学、化学等方面的性能。二、毕业设计研究现状和发展趋势纳米硫化银的合成及性能研究摘要：本篇叙述了纳米材料应用及发展状况，目前硫化物在纳米材料中应用，阐述纳米硫化银在当下的研究进展和发展趋势。综述了水热及溶剂热合成方法以及其应用领域情况。确定纳米硫化银的制备方案，及研究方向。关键词：纳米；硫化银；水热合成；溶剂热合成1.引言近年来,半导体纳米材料受到
4、越来越广泛关注,主要原因是人们在研究中发现纳米材料存在小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、介电受限效应、量子隧穿效应、库仑阻塞效应等基本特性,这使得纳米材料有着与常规材料不同的光、电、磁等物理性质,具有潜在的应用价值15。硫化物半导体纳米材料以其新颖的光电物理性质及具有部分电子导电性能和部分离子导电性能,并可用作超离子导体而受到人们的关注7。其中硫化银半导体因其催化性质和以及有前途的光电和热电性质而令人们广泛研究.硫化银是一种直接的窄带隙能的半导体,并具有稳定的化学性质和极好的光学极限性质.因此,硫化银被广泛应用于光学和电学器件,如光电导元件、红外探测器以及超离子导体等方面2。正是由于硫化
5、银的作用如此广泛和重要,人们在合成和表征这类材料的性质方面作了大量工作,并且其潜在应用领域也逐渐被开发出来.2.纳米硫化银性质研究现状及发展趋势最近,硫化银半导体因具有很大的磁阻效应和快离子导电性而受到人们的重视,为此,许多用来制硫化银的技术也应运而生。在一些文献中可以看到纳米硫化银的性质合成方法被提及。如，杨小红等人提出的半导体硫化物纳米管的研究及光学性能，发现硫化银是IVI族的一种化学稳定性高的、窄能带半导体材料，有较好的光电、热电性能，现已被广泛应用于光电池、光电导元件、红外检测器、快离子导体等制造业2；林险峰的文章中提出了一个简单的、温和的条件下合成高产量的、均匀的、单分散的硫化银纳米
6、粒子的方法，硫化银被广泛应用于光学和电学器件,如光电导元件、红外探测器以及超离子导体等方面3。也有对硫化银纳米材料进一步改性用于生物医学领域。还有些文章中提出合成的新方法，而且较为简便。如葛学武提出的C射线辐射法是一种在常温常压下制备纳米材料的方法；叶寅在文章中指出的常温下制备纳米硫化银，采用多聚甲醛还原；相关的还有微乳液法，微波辐射法等。目前来看，硫化银纳米材料及相关的纳米硫化物很多的性能已被认可，但合成的方法不统一，在不同条件下采用不同方法制备的硫化银形貌也不一。因此在今后研究中可能寻求一类或某一种实用的制备方法来得到预期的纳米材料并将其潜在的应用价值拓展开来。主要沿着，光学特性、光电转换
7、特性、电学特性、生物医学等方向进行研究。应当指出的是，当前所采用的合成方法大多使用常规硫源(硫脉、硫化钠、硫代硫酸钠、硫代乙酞胺等)，产生大量的有毒难闻的硫化氢气体。因此，有必要发展适用于硫化物半导体纳米结构制备的简单、经济、有效、环境友好的方法7。3.纳米材料的特异效应和性由于材料尺寸的减小，达到纳米范围以后，会表现出许多块体材料所不具备的特殊物理效应，主要包括久保效应、小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等16。由于结构上的特点及相关的特异效应，纳米材料在磁、光、电、敏感等方面呈现出一系列常规材料所不具备的新奇的物理化学特性。物理特性：热性质的变化、磁性的变化、离子导
8、电性增加、光学性质变化、力学性能变化等；化学特性：化学反应性能提高、吸附性强、催化效率高等16。因此纳米微粒在光学材料、磁性材料、电子材料、高致密度材料、催化剂、传感器、陶瓷增韧等方面有广阔的应用前景。4纳米材料的制备方法纳米材料的制备技术在当前纳米材料科学研究中占据极为重要的地位。其关键是控制颗粒的形态、大小和获得较窄的粒度分布，所需的设各也尽可能结构简单，易于操作。制备要求一般要达到表面洁净，粒子的形状及粒径、粒度分布可控，易于收集，有较好的热稳定性，产率高等几个方面。纳米材料的化学合成方法主要包括：化学气相沉积法、沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、模板合成法、流变相合成法、先驱物法、水热及
9、溶剂热法16。5.水热及溶剂热合成法本文中采用水热及溶剂热合成法来完成纳米硫化银的制备过程。从查阅的文献中来看，采用此方法来合成硫化银纳米材料甚少。水热法是在密闭体系中，以水为溶剂，在一定的温度下，在水自身的压强下，反应混合物进行反应的一种方法。所用设备通常为不锈钢反应釜16。水热法按温度可分为：低温水热法。在1000C以下进行的水热反应。中温水热法。在100-3000C下进行的水热反应。高温高压水热法。在3000C以上，下的水热反应。水热合成体系一般处于非理想平衡状态，因此应该用非平衡力学研究这一类合成化学问题。在一定的温度和压力下，合成反应的溶剂处于临界或者近临界状态，反应物在溶剂中的物理
10、和化学性能有较大的改变，使溶剂热化学反应大大不同于常态。我们选择水热法作为制备硫化物材料的主要方法水热方法同其它方法相比具有以下优势：、由于水热条件下反应物性能的改变，活性的提高，而且晶体生长是在密闭系统里进行，可以控制反应气氛而形成氧化或还原反应条件，水热合成方法有可能代替固相反应以及用于难于进行的合成反应。、在水热条件下，中间态、介稳态以及特殊物相较易生成，因此能合成与开发一系列特种介稳结构，特种凝聚态产物。水热条件下，晶体是在相对较低的热应力条件下生长，因此其位错密度远低于高温熔体中生长的晶体的。、水热的低温、等压、溶液等条件有利于生长缺陷少、取向好的完美晶体，且合成产物结晶度高以及易于
11、控制产物晶体的粒度。、由于易于调节水热与溶剂热条件下的环(转载于:写论文网:研究聚乙烯纳米材料的目的和意义)境气氛，因而有利于低价态、中间价态与特殊价态化合物的生成，井能均匀进行搀杂，还有利于新相、新结构的合成。、克服某些高温制备不可避免的硬团聚等，其粉末细、纯度高、分散好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形状可控和利于环境净化等。、反应时间较短，可以有效地控制产物的形状和大小。水热反应快速对流和十分有效的溶质扩散，因此水热结晶具有较快的生长速率7-8。除了以水为溶剂外介质溶剂现已大大地扩展了，众多的非水溶剂已在水热合9-106.纳米硫化银制备方法在此前翻阅的文献中已发现有许多制备方法。如室温下
12、将硝酸银溶液和硫脲按比例混合在磁力搅拌下合成；在室温磁力搅拌下添加保护剂合成；通过微波辐射法辅助制备；采用多聚甲醛为还原剂在乙二胺环境中反应制的；在W/O微乳液体系中制备Ag2S纳米颗粒等11。备，如表面活性剂PVP、SDS等对产品的保护性和提高硫化银的分散性、稳定性。研究不同温度、溶剂、表面活性剂、硫源等对纳米晶尺寸大小、形貌的影响。实验步骤：选择合适的银源、硫源、保护剂、溶剂，确定各物料的摩尔配比，并准确称量。确定反应温度、时间、pH环境、介质溶剂。确定加料顺序，混料处理选择填充度放入反应釜，装釜密闭反应。反应后取釜自然冷却，取样洗涤并干燥。国家重点新产品项目/国家火炬计划项目纳米材料聚乙
13、烯覆盖地膜新疆天业集团公司李双全、陈鹏元、王保民地膜覆盖栽培技术的大面积推广应用，对我区农业节水、增产、增效起着重要作用，但同时又引起残留在土壤中的废旧地膜污染日益严重。据新疆自治区农业厅于1998年从对哈密、伊犁、塔城、博州、巴州、克州六个地州的十六个县(市)的废旧地膜污染的调查结果看，十六个县由于废旧地膜污染造成的直接经济损失大约在1500万元左右。国家标准聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜规定聚乙烯地膜的厚度不应小于，目的主要是保证聚乙烯地膜的厚度，以保证一定强度，便于农民在栽培的农作物收获后能揭膜，提高回收率。但在抽查中发现仍有少数聚乙烯地膜生产企业，为迎合用户迫切需要减少亩用量，降低生产成本
14、的心理，不遵守国家标准的规定，生产厚度小于的超薄地膜。这些普通地膜由于强度低，拉伸性能差，在使用后难于回收。作为全疆最大的薄膜生产企业，新疆天业公司始终站在市场前沿，抓住西部大开发的机遇，不断引进新技术，研究和开发市场所需的新产品。早在1998年，天业公司就开始了对新型超薄地膜的研究工作。历经五年，终于开发出了农民需求的、厚度低、性能指标高于国家标准的纳米材料聚乙烯地面覆盖薄膜，现已投入大田使用XX0余吨，反映良好。XX年5-6月分别在石河子和新疆自治区质量技术监督局进行新标准备案，并于XX年7月15日，通过自治区经贸委、兵团经贸委及自治区轻工行业管理办公室鉴定验收为新产品，XX年获得国家重点
15、新产品称号，XX年获得国家火炬计划项目。纳米材料聚乙烯地膜是应用“纳米”高新技术，开发出“纳米材料改性聚烯烃母料”，并在对原有生产设备及工艺参数进行创新改进的基础上，将其应用到地面覆盖薄膜，通过小试-中试-最终形成产业化生产，填补了国内同类产品的一项空白，技术水平达到国内同类产品的领先水平，并已申请专利。同普通聚乙烯地膜相比，保留了原有的优点，又大幅度提高了部分物理机械性能，便于大面积揭膜，利于回收，减少了残膜量；在保证各项性能指标的前提下，降低了国家规定的标准厚度，降低了农业投入成本，更符合用户需求；同时，解决了残膜易混入棉花的难题，便于机械采棉，减少异物夹带，提高棉花品质。附表1：普通地膜和纳米材料聚乙烯地膜产品性能对比表：表1：普通地膜和纳米材料聚乙烯地膜产品性能对比表新产品执行企业标准Q/SSZ0225-XX,各项指标达到或优于国内同类产品性能指标：厚度，极限偏差，平均厚度偏差；物理机械性能：拉伸负荷，断裂伸长率240%，直角撕裂负荷。该地膜已在南北疆推广使用XX0余吨，其稳定、良好的质量受到了用户的
