2螺旋硫化铋的制备与表征

2.1引言

一维纳米结构(如纳米棒、线、带、管等),因其结构独特,在基础研究和工业应用中极具潜力，现已有多种方法成功制备出氧化物、硫化物和氮化物等无机化合物的一维纳米结构。作为Ⅶ-Ⅷ族的直接带隙无机半导体材料，Bi2S3在室温下禁带宽度约为1.3eV。因其稳定，无毒，具有优良的光电转化性能而成为相关领域的研究热点。由硫化铋的层状结晶本性带来晶体结构的高度各向异性使硫化铋易于生长成各种形貌，近年来，包括水热法，溶剂热法，离子液法，微波辅助合成法等多种制备方式被广泛应用于纳米硫化铋的可控形貌生长研究中。各种形貌如棒状，花状，球状，片状的硫化铋相继被制备合成出，但利用超分子凝胶软模板法制备具有螺旋形貌的硫化铋纳米管鲜有报道。模板法作为一种化学液相法，具有实施容易、对设备要求不高和能耗少等优点,是最有潜力实现大规模生产的一种制备手段。JaeyoungLee[17]利用氧化铝薄膜的纳米管道为模板将氧化锌沉积在阴极中，成功的制备出了纳米ZnO材料。Yang[18]等人以超分子凝胶为软模板成功制备出了螺旋纳米CdS。

溶胶-凝胶法制备纳米材料的反应是在各成分的混合分子间进行,有效增强了多元体系的化学均匀性。与其他方法相比，不涉及高温反应,能避免杂质的引入,产物的纯度较高，同时，反应过程易于控制,可获得其它制备方法很难得到的特殊材料。Shinkai[19]等最早将胆固醇类衍生物的有机凝胶作为模板制备出了中空硅纤维，极大地推动了有机凝胶作为模板用于各种形貌无机材料的制备。由于胆固醇结构中手性碳的存在，可以将其手性结构转录下来，制备出相应的无机手性材料。

然而，以手性有机超分子凝胶作为模板，制备螺旋硫化铋的研究还未见报道。本章将前期合成的基于缬氨酸凝胶因子用作软模板，经过Bi2S3前驱体的导向性富集，分别选用H2S气体和Na2S水溶液作为硫源，采用溶胶-凝胶法制备了螺旋Bi2S3纳米材料，从而为手性无机纳米材料的制备提供了新的思路。