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      對(duì)于 Cds 光催化劑的合成化學(xué)反應(yīng)，首先必須考慮熱力學(xué)上的凈驅(qū)動(dòng)力大于零，使其在理論上能夠進(jìn)行;其次還要考慮反應(yīng)的速率，甚至反應(yīng)的機(jī)理。前者屬于化學(xué)熱力學(xué)問題，后者則屬于化學(xué)動(dòng)力學(xué)問題,兩者是相輔相成的。如果 Cds 的合成反應(yīng)在熱力學(xué)上是可能的但其反應(yīng)速率過慢，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，還必須通過對(duì)動(dòng)力學(xué)的研究來降低反應(yīng)的陽(yáng)力，加快反應(yīng)速率。不同的制備方法可以影響光催化劑的結(jié)構(gòu)、尺寸和形態(tài)，從而影響光催化劑的性能。Cds 光催化劑的制備方法主要包括熱注入法、水熱法、溶劑熱法、模板法、化學(xué)浴沉積法、聲化學(xué)法、離子交換法、微波輔助合成法、熱煅燒法和種子生長(zhǎng)法等。熱注入法是指利用注射器或其他注入工具將前驅(qū)體溶液注入熱的反應(yīng)溶液中,最后形成均勻產(chǎn)物的方法。

      熱注入法制備Cds的影響因素有溫度、溶劑、攪拌速度、注入速度以及反應(yīng)時(shí)間等。在熱注入過程中，反應(yīng)溶液的過飽和度瞬間增大，發(fā)生均成核;隨著成核的完成，溶液的過飽和度逐漸下降，晶核開始生長(zhǎng)。成核和生長(zhǎng)階段的分離使得晶體的生長(zhǎng)狀態(tài)基本保持一致，這保證了產(chǎn)物的單分散性叫。熱注入法不需要嚴(yán)苛的反應(yīng)條件，因此對(duì)設(shè)備的要求較低，通過對(duì)溫度、反應(yīng)物濃度和注入速度等條件的控制，可以很容易地控制產(chǎn)物的尺寸、形貌和晶體結(jié)構(gòu)。熱注入法的品體生長(zhǎng)較快，產(chǎn)物的純度高、單分散性好，一般用來制備Cds量子點(diǎn)或尺寸較小的納米晶，而且會(huì)涉及油酸、油胺和十八烯等試劑。這些試劑可以很好地抑制晶核、小顆粒間的取向連接，降低體系黏度，從而為制備單分散納米晶創(chuàng)造條件。此外，熱注入法通常需要在惰性氣氛中進(jìn)行，因此安全性較高，但這增加了操作的復(fù)雜度。

      水熱法是指在密閉體系(如高壓釜)內(nèi)，以水為介質(zhì)，在一定的溫度和溶液的自生壓力下，使原始反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的一種制備方法。hydrothermal(水熱)一詞起源于地質(zhì)學(xué)1845 年，德國(guó)地質(zhì)學(xué)家 Karl Emil von Schafhǎutl 首次報(bào)道了晶體的水熱生長(zhǎng),他在高壓鍋中培育出了微小的石英晶體。晶體生長(zhǎng)通常是在一個(gè)由鋼制高壓釜組成的設(shè)備中進(jìn)行的，這種高壓釜必須長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受高溫高壓。此外，高壓釜材料相對(duì)溶劑必須是惰性的;高壓釜內(nèi)的溫度梯度應(yīng)保證在生長(zhǎng)室的兩端之間,較熱的一端營(yíng)養(yǎng)溶質(zhì)溶解，而在較冷的一端，它沉積在晶核上，生長(zhǎng)出所需的晶體。

      溶劑熱法是在水熱法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與水熱法唯一不同的是,溶劑熱法以有機(jī)物或非水介質(zhì)為溶劑。溶劑熱法制備Cds的影響因素有溶劑種類、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、升溫速率和反應(yīng)液體積等。在溶劑熱反應(yīng)中液相的超臨界條件下，分散在溶液中的反應(yīng)物隨著溫度或壓力的變化而變得比較活潑，從而發(fā)生反應(yīng)，最終緩慢生成產(chǎn)物。其操作過程相對(duì)簡(jiǎn)單、易于控制，在密閉體系中可以有效地防止有毒物質(zhì)的揮發(fā)，且高溫高壓環(huán)境下的化學(xué)對(duì)流能形成過飽和狀態(tài)，促進(jìn)Cds品體的生長(zhǎng)。與其他方法相比，溶劑熱法通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件可以很容易地控制Cds的晶體尺寸和形貌，并且可以使CdS 光催化劑具有更少的缺陷、更小的熱應(yīng)力、更好的分散性和更高的結(jié)晶度。但高壓釜的價(jià)格昂貴是溶劑熱法的缺點(diǎn)之一，而且如果使用高壓釜，就不能觀察到晶體的生長(zhǎng)。此外，由于溶劑熱法需要高溫、高壓，具有一定的危險(xiǎn)性，因此，在利用溶劑熱法制備材料之前，一定要弄清楚反應(yīng)物和介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)物之間以及反應(yīng)物與介質(zhì)之間的相互作用，防止出現(xiàn)爆炸等危險(xiǎn)情況。

        模板法就是將具有納米結(jié)構(gòu)、形狀容易控制、價(jià)廉易得的物質(zhì)作為模板，通過物理或化學(xué)的方法將相關(guān)材料沉積到模板的孔中或表面,然后去除模板得到納米材料的方法，其是制備納米材料的一種重要方法，也是納米材料研究中應(yīng)用最廣泛的方法之一，特別是在制備性能特異的納米材料方面，模板法可以根據(jù)合成材料的性能以及形貌選擇不同的模板，以滿足實(shí)際需要。模板法根據(jù)其模板自身的特點(diǎn)又可分為硬模板、軟模板和無(wú)模板三種，前兩者的共性是都能提供一個(gè)有限大小的反應(yīng)空間，區(qū)別在于軟模板提供的是處于動(dòng)態(tài)平衡的模板，而硬模板提供的是靜態(tài)存在的模板。自1998年Caruso等采用模板法成功制備了空心硅-聚合物納米球以來，模板法制備空心結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。模板法制備空心結(jié)構(gòu)的機(jī)理主要有奧斯特瓦爾德熟化(Ostwaldripening)、表面保護(hù)刻蝕(surface-protected etching)、克肯達(dá)爾效應(yīng)(Kirkendall effect)和電化學(xué)置換(galvanic replacement)四種。

      作為制備Cds 空心結(jié)構(gòu)的有效方法，模板法的影響因素主要是模板的選擇，此外，在不同的合成環(huán)境下，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)液濃度等因素也會(huì)影響CdS空心結(jié)構(gòu)的制備。模板法制備cds 空心結(jié)構(gòu)包含三個(gè)主要步驟:首先，制備需要的模板;然后，通過控制反應(yīng)條件(如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)物的量等)，將 CdS與模板結(jié)合;最后，通過物理或化學(xué)方法去除模板，以獲得Cds 空心結(jié)構(gòu)。用模板法制備納米材料與其他制備方法相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為:①以模板為載體可精確控制納米材料的尺寸、形貌、結(jié)構(gòu)和性質(zhì);②實(shí)現(xiàn)納米材料合成與組裝一體化，同時(shí)可以解決納米材料的分散穩(wěn)定性差的問題;③制備過程相對(duì)簡(jiǎn)單，很多方法適合批量生產(chǎn)。雖然模板法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)，如在目標(biāo)材料的制備過程中，模板可能出現(xiàn)團(tuán)聚、刻蝕等現(xiàn)象;模板的去除過程可能導(dǎo)致目標(biāo)材料的變形;模板法制備過程復(fù)雜，成本較高等。

化學(xué)浴沉積法也是一種制備納米材料的常見方法，可用于批量合成或連續(xù)沉積1201包括成核和生長(zhǎng)兩個(gè)步驟，其基礎(chǔ)是溶液中固相的形成，影響因素有浴溫、溶液的pH、反應(yīng)物濃度和反應(yīng)時(shí)間等?；瘜W(xué)浴沉積法是應(yīng)用最廣泛的材料制備方法之一，與其他制備方法相比，其在性價(jià)比上有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有可控性好、均勻性好、成本低等特點(diǎn)，而且由于反應(yīng)條件較為溫和，化學(xué)浴沉積法的安全性較高。這種方法的缺點(diǎn)在于每次沉積后的溶液損耗以及得到的產(chǎn)物的結(jié)晶性沒有通過水熱法和溶劑熱法制備的好。它也是制備CdS光催化劑最常用的方法之一。

      聲化學(xué)法是利用超聲波來引發(fā)或加速化學(xué)反應(yīng)以制備納米材料的方法。在化學(xué)領(lǐng)域,聲化學(xué)的關(guān)鍵在于超聲波在液體中形成聲空化作用,從而引發(fā)或增強(qiáng)溶液中的化學(xué)活性因此，超聲波的化學(xué)效應(yīng)不是來自超聲波與溶液中的分子的直接相互作用。以超聲波頻率在液體中傳播的聲波，其波長(zhǎng)比分子尺寸或分子中原子間鍵長(zhǎng)的數(shù)倍還要長(zhǎng)，聲波不能真接影響鍵的振動(dòng)能，因而不能直接增加分子的內(nèi)能。實(shí)際上，聲化學(xué)來源于聲空化時(shí)液體中氣泡的形成、生長(zhǎng)和內(nèi)爆破裂，這些氣泡的破裂是一個(gè)幾乎絕熱的過程，會(huì)在氣泡內(nèi)產(chǎn)生大量的能量，在超聲處理的液體的微觀區(qū)域造成極高的溫度和壓力，氣泡迅速內(nèi)爆時(shí)高溫和壓力導(dǎo)致了氣泡內(nèi)或非常接近氣泡的任何物質(zhì)的化學(xué)激發(fā)，因此，聲輻射氣泡的形成、生長(zhǎng)和內(nèi)爆破裂是聲化學(xué)的動(dòng)力。空化過程中，氣泡的壓縮比熱傳輸更快，會(huì)產(chǎn)生-個(gè)短暫的局部熱點(diǎn)，故空化作用能在低溫液體中創(chuàng)造極端的物理和化學(xué)條件。對(duì)于含有固體的液體，暴露在超聲波下也可能出現(xiàn)類似的現(xiàn)象，一旦在固體表面附近發(fā)生空化作用空化氣泡的坍塌將驅(qū)動(dòng)高速射流到固體表面，這些噴射流和相關(guān)的沖擊波會(huì)破壞被高度加熱的表面,并使粒子間發(fā)生高速碰撞,從而改變表面形態(tài)、成分和反應(yīng)性。

      1927 年Wood 和 Loomis、Richards 和 Loomis報(bào)道了聲波在液體中傳播的影響，經(jīng)過大量研究,他們認(rèn)為將聲音傳播到水中的最好方法是通過制造與聲音同時(shí)產(chǎn)生的氣泡來將聲音分散到水中。盡管他們提出了革命性的觀點(diǎn)，卻被大多數(shù)人忽視了。此后，隨著廉價(jià)可靠的高強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的出現(xiàn)，聲化學(xué)法在20世紀(jì)80年代經(jīng)歷了一次復(fù)興。如今，聲化學(xué)法被應(yīng)用于多種材料的合成與制備，具有能耗低、產(chǎn)品高度均勻、分散細(xì)小等特點(diǎn)。更重要的是，聲化學(xué)法應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)不僅能提高化學(xué)反應(yīng)速率、縮短反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)選擇性，而且為在正常條件下難以實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)提供了特定的物理環(huán)境能激發(fā)在沒有超聲波存在時(shí)不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。由于反應(yīng)條件溫和、安全性較高，聲化學(xué)法已廣泛應(yīng)用于 Cds 納米材料的合成，影響因素包括超聲功率、溶劑種類、反應(yīng)物濃度和反應(yīng)時(shí)間等。

      離子交換法在化學(xué)合成中是一種借助于固體中的離子與溶液中的離子進(jìn)行交換，以提取溶液中的某些離子來合成新的產(chǎn)物的方法。大部分離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)反應(yīng)的方向取決于反應(yīng)物和生成物的熱力學(xué)性質(zhì)，可用吉布斯反應(yīng)自由能進(jìn)行預(yù)測(cè)此外，鍵離解能是另一個(gè)與離子交換反應(yīng)熱力學(xué)相關(guān)的重要參數(shù)，它可以預(yù)測(cè)許多化合物的相對(duì)穩(wěn)定性B1。雖然熱力學(xué)性質(zhì)可以決定離子交換反應(yīng)的方向，但一些實(shí)驗(yàn)因素，如溫度、離子濃度、溶劑和配體等,可以顯著改變反應(yīng)平衡，此時(shí)，溶度積常數(shù)(K和軟硬酸堿理論可以用來進(jìn)一步指導(dǎo)反應(yīng)。離子交換過程是固液兩相間的傳質(zhì)(包括外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散)與化學(xué)反應(yīng)(離子交換反應(yīng))的過程，如果進(jìn)行交換的離子在液相中的擴(kuò)散速度較慢，稱為外擴(kuò)散控制;如果在固相中的擴(kuò)散較慢，則稱為內(nèi)擴(kuò)散控制。通常，離子交換反應(yīng)速率主要由傳質(zhì)速率決定，這與物質(zhì)的溶度積有關(guān)。離子交換法制備Cds 的影響因素有溫度、離子濃度、溶劑、反應(yīng)時(shí)間和溶度積等，該方法一般少用或不用有機(jī)溶劑，而且成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，還能在一定程度上保持原有材料的形貌。此外，由于離子交換法一般在液相中進(jìn)行，且不需要高溫、高壓條件，因此制備Cds 的安全性較高。但離子交換法生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，受pH影響較大，甚至受離子交換動(dòng)態(tài)平衡過程的影響，故難以得到純度很高的產(chǎn)品。而且離子交換反應(yīng)一般在液相中發(fā)生,主要以離子化合物為載體，這也是離子交換法的局限所在。

      微波輔助合成法是將微波應(yīng)用于現(xiàn)代有機(jī)合成研究的技術(shù)。自1986年Gedye等首次將微波輻射用于有機(jī)合成以來，這種技術(shù)便在材料制備領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。微波輔助合成的原理是利用微波發(fā)生器產(chǎn)生交變電場(chǎng)，該電場(chǎng)作用在處于微波場(chǎng)的物質(zhì)上，電荷分布不平衡的極性小分子吸收電磁波產(chǎn)生極高頻率的轉(zhuǎn)動(dòng)和碰撞，從而產(chǎn)生熱效應(yīng)。分子的高速旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)使分子處于亞穩(wěn)態(tài)，這有利于分子進(jìn)一步電離或處于反應(yīng)的準(zhǔn)備狀態(tài)。微波加熱有致熱和非致熱兩種效應(yīng)，前者使反應(yīng)物分子運(yùn)動(dòng)加劇而溫度升高，后者則來自微波場(chǎng)對(duì)離子和極性分子的洛倫茲力作用。微波功率、溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)壓力等因素均會(huì)影響Cs的微波輔助合成。微波輔助合成法的反應(yīng)時(shí)間普遍較其他傳統(tǒng)合成方法短，同時(shí)具有加熱均勻、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高及產(chǎn)品易純化等優(yōu)點(diǎn)，此外，由于不同介質(zhì)對(duì)微波的吸收能力不同，微波輔助合成法還具有選擇性加熱的特點(diǎn)。但因?yàn)槲⒉ㄝo助合成法加熱速度較快，合成溫度難以精準(zhǔn)控制，甚至有熱失控的危險(xiǎn)這種合成方法難以應(yīng)用于吸收微波能力弱的微波透明型材料以及熱的不良導(dǎo)體材料的制備。

      熱煅燒法是一種對(duì)原料進(jìn)行加熱處理，在高溫下進(jìn)行反應(yīng)得到產(chǎn)品的制備方法,一般包括加熱、保溫和冷卻三個(gè)步驟，因此，加熱速率、煅燒溫度、保溫時(shí)間以及煅燒氣氛等條件會(huì)對(duì) CdS 的熱煅燒合成有一定影響。需要注意的是，在煅燒前要先充分了解前驅(qū)體的分解溫度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等，再通過控制煅燒的溫度參數(shù)來獲得預(yù)期的產(chǎn)物。熱煅燒法的優(yōu)點(diǎn)是可以利用高溫來引發(fā)一些常溫難以發(fā)生的反應(yīng)，并且所得到的產(chǎn)物結(jié)晶性好、純度高，然而在高溫的環(huán)境下，產(chǎn)物的形貌以及晶粒尺寸一般都難以控制，這也是熱煅燒法的主要缺點(diǎn)。此外，熱煅燒法對(duì)設(shè)備有一定的要求,需要在耐高溫、隔熱性好的設(shè)備中進(jìn)行且煅燒涉及高溫程序，制備過程具有一定的危險(xiǎn)性。

        種子生長(zhǎng)法是一種利用制備好的晶種促進(jìn)晶體二次生長(zhǎng)，避免晶體自然生長(zhǎng)的緩慢隨機(jī)性，從而獲得預(yù)期產(chǎn)物的方法，最早出現(xiàn)于1918年Czochralski制造大塊單晶的研究中。該方法包括兩個(gè)不同的階段:成核和生長(zhǎng)B7，為了控制種子的大小分布，應(yīng)縮短單分散性的成核周期。種子通常由小的納米粒子組成，并通過配體穩(wěn)定，配體一般是有機(jī)分子，其結(jié)合在種子表面，阻止種子進(jìn)一步生長(zhǎng)及團(tuán)聚。配體的親和力和選擇性可用于控制種子的形狀和生長(zhǎng)，在種子合成中，應(yīng)選擇具有中低親和力的配體，以便在生長(zhǎng)階段進(jìn)行交換。利用種子生長(zhǎng)法來制備Cds的影響因素包括晶種的數(shù)量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)液濃度和生長(zhǎng)溫度等。晶種一般具有較大的表面能，可通過長(zhǎng)大(降低比表面積)或表面改性(降低表面能)穩(wěn)定存在，其中，晶核的長(zhǎng)大主要有晶核生長(zhǎng)和晶核團(tuán)聚兩種方式，種子生長(zhǎng)法側(cè)重于晶核生長(zhǎng)。大晶體可以通過將種子品體浸入過飽和的溶液中或者讓生長(zhǎng)所需材料的蒸氣在種子晶體表面流通來促進(jìn)生長(zhǎng)。在溶液中，被釋放的分子可以做無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)，這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)允許兩個(gè)或多個(gè)分子化合物相互作用，從而增強(qiáng)分子間的相互作用力，這是形成晶格的基礎(chǔ)。將品種放入溶液中不僅可以增強(qiáng)分子間的相互作用，還可以減少隨機(jī)碰撞，加快再結(jié)晶過程。通過引入目標(biāo)品體的晶種，分子間的相互作用更容易實(shí)現(xiàn)。因此，種子生長(zhǎng)法縮短了成核的時(shí)間，保證了產(chǎn)物的均勻性，適合工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)，且安全性一般較高:缺點(diǎn)在于需要控制晶核團(tuán)聚(普遍使用蓋帽劑等表面活性劑來穩(wěn)定品核)，且需要額外步驟來制備種子晶體，這使種子生長(zhǎng)法變得繁復(fù)。

     Cds 光催化劑的制備除要選擇合適的方法之外,還要選取恰當(dāng)?shù)脑?，不同的原料也?huì)極大地影響制備Cds光化劑的效率和成功率。作為鎘原子和硫原子的化合物，Cds的制備通常涉及鎘源和硫源的選取,表4-2列舉了制備Cds的常見的鎘源與硫源，以及它們的基本特征。

產(chǎn)品展示

     SSC-OPM2000光功率計(jì)是一種新型寬光譜響應(yīng)、高靈敏、快響應(yīng)、低溫漂，數(shù)字直讀的強(qiáng)光光功率測(cè)量?jī)x器。該儀器配套專業(yè)的光電探測(cè)探頭，分別適用于最大量程和高分辨率的測(cè)量范圍。探測(cè)探頭不僅能保證測(cè)試儀有很高的靈敏度，而且能承受較高的功率密度。獨(dú)特的專有技術(shù)使它在靈敏度和響應(yīng)速度上大大提高。

     光功率計(jì)已廣泛應(yīng)用于從紫外至紅外的各種強(qiáng)光及其他輻射強(qiáng)度的測(cè)量；也可以用于光學(xué)醫(yī)學(xué)、光學(xué)防護(hù)、光學(xué)加工、光學(xué)測(cè)距、光學(xué)動(dòng)植物生理反應(yīng)等要求高穩(wěn)定、高精度、高靈敏的輻射強(qiáng)度測(cè)量。

   本儀器包括主機(jī)、探測(cè)探頭兩部分，測(cè)量結(jié)果直接由液晶顯示器顯示。便于觀察記錄。