Fabrication of hierarchical nanospheres of ZnS  by microwave-assisted method

Nguyen Tri Tuan * , Nguyen Tri Tai , Le Van Nhan and Nguyen Trong Tuan

* Corresponding author (trituan@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 14 May 2013
Accepted: 29 Oct 2013
Published: 30 Dec 2013
Title: Fabrication of hierarchical nanospheres of ZnS  by microwave-assisted method
Views
39
Downloads
17
How to Cite
Tuấn, N. T., Tài, N. T., Nhạn, L. V., & Tuân, N. T. (2013). Fabrication of hierarchical nanospheres of ZnS  by microwave-assisted method. CTU Journal of Science, (28), 93-98. Retrieved from https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1649
Issue
No. 28 (2013)
Section
Engineering Technology

Abstract

ZnS nanocrystallites have been successfully prepared by using sodium thiosulfate (Na2S2O3) and zinc chloride as starting materials. Hierarchical nanospheres of ZnS were formed when ZnS nanocrystallites were irradiated by microwave in 15 or 60 minutes, at 100oC. The obtained ZnS nanopowder was characterized by X-ray diffraction (XRD), Energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS) and field emission scanning electron microscope (FESEM) to determine the crystal lattice structure, lattice composition and average crystal size. Optical properties of ZnS powder were studied by means of photoluminescence excitation (PLE) and photoluminescence (PL) spectra. PLE spectra of  those samples showed  emitted band in the range of  about 280-350 nm which was about 65 nm blue-shift from the absorption of bulk ZnS at 344 nm, that indicated the quantum confinement effects. PL spectra of the samples centered at 350-650 nm. PL spectrum of hiearachical nanospheres had an emission peak at 453 nm, which was about 15 nm red-shift from the emission peaks at 438 nm of the formed ZnS nanoparticles.
Keywords: Hiearchical nanospheres, nanorods, microwave

Tóm tắt

Các hạt nano tinh thể ZnS được chế tạo với vật liệu ban đầu là sodium thiosulfate (Na2S2O3) và ZnCl2. Hình cầu nano hierarchical ZnS được tạo thành khi các hạt nano tinh thể ZnS được chiếu xạ vi sóng (Microwave - MW) trong thời gian 15 và 60 phút, ở nhiệt độ 100 oC. Sản phẩm bột nano ZnS được đo nhiễu xạ tia X (XRD), tán sắc năng lượng (EDS), ảnh hiển vi điện tử quét (FESEM) xác định cấu trúc mạng, kích thước, hình thái học của tinh thể. Tính chất quang của mẫu bột ZnS cũng được nghiên cứu bằng phổ kích thích huỳnh quang và phổ huỳnh quang. Phổ kích thích huỳnh quang của các mẫu này có dải phổ  ~280-350 nm, có một dịch chuyển xanh (blue shift) ~65 nm về phía năng lượng cao so với đỉnh phổ kích thích của vật liệu ZnS khối là  ~344 nm, thể hiện sự giam giữ lượng tử. Phổ huỳnh quang của các mẫu này có vùng phổ rộng ~350-650 nm. Đỉnh huỳnh quang của hình cầu nano hierarchical ở tại đỉnh 453 nm dịch chuyển đỏ (red shift) ~15 nm so với đỉnh huỳnh quang của các hạt nano ZnS chế tạo được.
Từ khóa: Hình cầu nano hierarchical, que nano, vi sóng

Article Details

References

Sule Erten-Ela, Sadik Cogal, Siddik Icli (2009), “Conventional and microwave-assisted synthesis of ZnO nanorods and effects of PEG400 as a surfactant on the morphology ”, Inorganica Chimica Acta, 362, 1855-1858.

Asit Baran Panda, Garry Glaspell, and M. Samy El-Shall (2006), “Microwave Synthesis of Highly Aligned Ultra Narrow Semiconductor Rods and Wires”, Journal. ACS, 128, 2790-2791.

Lianjie Zhu, Yiteng Zheng, Tianyuan Hao, Xinxin Shi, Yuntao Chen, Jie Ou-Yang (2009), “Synthesis of hierarchical ZnO nanobelts via Zn(OH)F intermediate using ionic liquid-assistant microwave irradiation method ”, Materials Letters, 63, 2405-2408.

Anukorn Phuruangrat, Titipun Thongtem, Somchai Thongtem (2009), “Microwave-assisted synthesis of ZnO nanostructure flowers”, Materials Letters, 63, 1224–1226.

Yu Zhao, J.-M. Hong, J.-J. Zhu (2004), “Microwave-assistedself-assembled ZnS nanoballs”, Journal of Crystal Growth, 270, 438–445.

Qi-Zhi Yao , Gu Jin, Gen-Tao Zhou (2008), “Formation of hierarchical nanospheres of ZnS induced by microwave irradiation: A highlighted assembly mechanism”, Materials Chemistry and Physics, 109, 164–168.

Junping Li, Yao Xu, Dong Wu, Yuhan Sun (2004), “Hydrothermal synthesis of novel sandwich-like structured ZnS/octylamine hybrid nanosheets”, Solid State Communications , 130, 619-622.

A.A. Bol, A. Meijerink (1998), “Long-lived Mn2+ emission in nanocrystalline ZnS-Mn2+”, Phys. Rev. B, 58, R15997-16000.

D. Denzler, M. Olschewski and K. Sattler (1998), “Luminescence studies of localized gap states in colloidal ZnS nanocrystals”, J. Appl. Phys, 84, 2841-2845.

R.F. Zhuo, H.T. Feng, D. Yan, J.T. Chen, J.J. Feng, J.Z. Liu and P.X. Yan (2008), “Rapid growth and photoluminescence properties of doped ZnS one-dimensional nanostructures”, Journal of Crystal Growth, 310, 3240-3246.

B. Y. Geng, X. W. Liu, Q. B. Du, and X. W. Wei (2006), “Structure and optical properties of periodically twinned ZnS nanowires”, Appl. Phys. Lett, 88, 163104.

Y. G. Liu, P. Feng, X. Y. Xue, S. L. Shi, X. Q. Fu, C. Wang, Y. G. Wang, and T. H. Wang (2007), “Room-temperature oxyen sensitivity of ZnS nanobelt”, Appl. Phys. Lett, 90, 042109.

Mukta V Limaye, Shubha Gokhale, S A Acharya and S K Kulkarni (2008), “Template-free ZnS nanorod synthesis by microwave irradiation”, Nanotechnology, 19, 415602.