第5期 秦帆等：微波法合成硫化铋纳米棒 641° 到清晰的棒状BS,其长度为200m到1μm直径 推测，其主要原因是随着阝-CD浓度的增加或减少 为20~60四平均直径约为35？分散性较其他浓 反应体系的黏度也随之变化.B-D虽是一种有效 度也有了较大提高.除此之外，笔者还尝试使用了 的包裹剂，浓度过低(<0.005mo4L正)却仍然不足 0.002mo1L和0.003mo1上3-CD均未得到理 以防止BS纳米棒的聚集：反之，当浓度过高 想结果.由此可见，阝-D的浓度过高或过低均不 (001~0.02mo4D)时.体系黏度也随之增大，不 利于BS纳米棒的形成，也不利于产品分散性的 利于BS纳米棒在反应体系中的扩散，从而导致 提高.只有在合适的浓度下(0.005mo1L1),B-CD B!S纳米棒聚集而形成块状或层状结构.这一现 才能有助于BS纳米棒的形成，并能有效提高 象也与文献报道在B-D浓度为0.001~ BS纳米棒的分散性.到目前为止，关于B-D浓 0.005mo1上的条件下，可有效合成不同形状的 度对纳米材料形成的影响并没有精准的解释.可以 S马SS纳米材料是一致的 图3不同浓度的3-CD存在下微波法合成硫化秘纳米棒的SM图.(Q02mo1L-!(b)001moF:(90.005mo叫L:(4 0001mo4L1 Fig 3 SEM mages of BiS manods synthesized bymicovave imadiation wih different concenta tins ofB -CD 002mo (b 001mol 5:(90005mo叶L-号(40001mo4l-1 2.3不同合成方法对硫化铋纳米棒的影响 反应时间（约减少了809%） 图4中和b分别为在CTAB存在下采用微波 图5为回流和微波法制备硫化铋纳米棒的透射 法和回流法制备的硫化铋样品的RD图。其衍射峰 电镜(TEM、高分辨电镜(HRIM和选区电子衍 分别与标准图谱JCPD7-0320和JCPDE6-0333 射(SAD图.由两个样品的M图可知，回流或 相吻合.由此可知采用回流和微波法加热均可制得 微波法均可制备得到硫化铋纳米棒，而且样品的分 高纯度的BS.回流和微波法条件下制得硫化铋 散性较好，长径比均为6~8在图5(9 HRTEM 的最强衍射峰分别为[2301和[2201方向，且其他衍 中，通过晶格条纹测量可知晶格的间距为 射峰对应的方向和强度也不同.由此说明不同的制 0.3125对应于(230)晶面.说明在回流条件下， 备方法，BS纳米棒的优势生长晶面是不同的，但 BS纳米棒(230)晶面是其优势生长晶面，这与样 均可得到分散性好、晶化程度高的BS纳米棒.从 品3的XRD图谱（图4b十分吻合.从微波法制得 反应时间来看，回流法制备硫化秘需要2h但微波 的BS的HREM图中可清楚看到(001)和(100) 法仅需要20m?因此，微波法较大程度地节约了 的晶面间距分别为0.398m和0.555m第 5期 秦 帆等:微波法合成硫化铋纳米棒 到清晰的棒状 Bi2S3, 其长度为 200nm到 1μm, 直径 为 20 ～ 60nm, 平均直径约为 35nm, 分散性较其他浓 度也有了较大提高.除此之外, 笔者还尝试使用了 0.002 mol·L -1和 0.003 mol·L -1 β --CD, 均未得到理 想结果 .由此可见, β --CD的浓度过高或过低均不 利于 Bi2S3 纳米棒的形成, 也不利于产品分散性的 提高.只有在合适的浓度下 ( 0.005mol·L -1 ), β--CD 才能有助于 Bi2S3 纳米棒的形成, 并能有效提高 Bi2 S3 纳米棒的分散性.到目前为止, 关于 β --CD浓 度对纳米材料形成的影响并没有精准的解释 .可以 推测, 其主要原因是随着 β --CD浓度的增加或减少, 反应体系的黏度也随之变化 .β --CD虽是一种有效 的包裹剂, 浓度过低 ( <0.005 mol·L -1 )却仍然不足 以防止 Bi2S3 纳米棒的聚 集;反之, 当 浓度过高 ( 0.01 ～ 0.02 mol·L -1 )时, 体系黏度也随之增大, 不 利于 Bi2 S3 纳米棒在反应体系中的扩散, 从而导致 Bi2S3 纳米棒聚集而形成块状或层状结构.这一现 象 也 与 文 献 报 道 在 β-- CD浓 度 为 0.001 ～ 0.005 mol·L -1的条件下, 可有效合成不同形状的 Sb2Se3 纳米材料是一致的 [ 18] 图 3 不同浓度的 β --CD存在下微波法合成硫化铋纳米棒的 SEM图.( a) 0.02mol·L-1;( b) 0.01 mol· L-1 ;( c) 0.005mol· L-1 ;( d) 0.001mol·L-1 Fig.3 SEMimagesofBi2S3 nanorodssynthesizedbymicrowaveirradiationwithdifferentconcentrationsofβ -CD:( a) 0.02mol·L-1;(b) 0.01mol· L-1 ;( c) 0.005mol·L-1;(d) 0.001mol·L-1 2.3 不同合成方法对硫化铋纳米棒的影响 图 4中 a和 b分别为在 CTAB存在下采用微波 法和回流法制备的硫化铋样品的 XRD图, 其衍射峰 分别与标准图谱 JCPDF17--0320和 JCPDF06--0333 相吻合 .由此可知采用回流和微波法加热均可制得 高纯度的 Bi2S3 .回流和微波法条件下制得硫化铋 的最强衍射峰分别为 [ 230]和 [ 220]方向, 且其他衍 射峰对应的方向和强度也不同 .由此说明不同的制 备方法, Bi2S3 纳米棒的优势生长晶面是不同的, 但 均可得到分散性好、晶化程度高的 Bi2S3 纳米棒 .从 反应时间来看, 回流法制备硫化铋需要 2 h, 但微波 法仅需要 20 min.因此, 微波法较大程度地节约了 反应时间 (约减少了 80%) . 图 5为回流和微波法制备硫化铋纳米棒的透射 电镜 ( TEM) 、高分辨电镜 ( HRTEM)和选区电子衍 射 ( SAED)图 .由两个样品的 TEM图可知, 回流或 微波法均可制备得到硫化铋纳米棒, 而且样品的分 散性较好, 长径比均为 6 ～ 8.在图 5 ( c) HRTEM 中, 通 过 晶 格 条 纹 测 量 可 知 晶 格 的 间 距 为 0.312 5 nm, 对应于 ( 230)晶面.说明在回流条件下, Bi2S3 纳米棒 ( 230)晶面是其优势生长晶面, 这与样 品 3的 XRD图谱 (图 4b)十分吻合.从微波法制得 的 Bi2S3 的 HRTEM图中可清楚看到 ( 001)和 ( 100) 的 晶 面 间 距 分 别 为 0.398 nm 和 0.555 nm · 641·