콜로이드성 CdS의 형광과 광분해에 관한 연구

Abstract

콜로이드성 CdS 는 수용액에서 8×10^(-4) M Sodium hexametaphosphate 를 안정화제로 이용하여 상온에서 제조하였다. 이 콜로이드성 CdS는 2.5 eV의 띠 간격 에너지를 갖고, 이때 형광 스펙트럼은 500∼700 nm사이의 약하고 broad 한 모양을 갖는다. 콜로이드성 CdS의 형성 후 excess 의 Cd^(2+) 를 넣었을 때 형광 세기는 증진되고 흡수 끝이 단파장으로 이동하여 띠 간격 에너지를 증진시킨다. excess의 S^(2-)는 형광세기를 감소시키고 흡수 끝이 장파장으로 이동하여 띠 간격 에너지를 감소시킨다. 콜로이드성 CdS에 첨가된 음이온 (SCN-,SO^(2-)_(4)., NO^(2-)_(3), Br^(-), I^(-)) 은 형광 세기를 감소시킨다. 그 이유는 음이온의 전자와 구멍과의 pair의 형성으로 기인한다. 이는 환원 전위와 깊은 관련을 갖는데 음이온의 경우 산화되기 쉬운 종 일수록 소광이 용이하다. Ni^(2+), Cu^(2+) 등의 양이온들은 CdS의 전자와 결합하여 형광 세기를 감소 시킨다. 환원되기 쉬운 종 일수록 소광이 용이하다. Ag^(+), Zn^(2+) CdS와 Co - colloid를 형성해서 형장세기는 증진 되었다. Xe Lamp로 조사시킨 CdS는 광분해가 일어나서 입자 크기가 감소하고, 금속 양이온(Cd^(2+), Cu^(2+), Tl^(+)) 는 광분해를 증진시켰다. 그러나, S^(2-)는 광분해를 저해한다.;Colloidal CdS were prepared in aqueous solution in the presence of Sodium Hexametaphosphate at room temeperature. Onset of absorption of this colloidal CdS agrees with the band gap energy of 2.5 eV. Fluorescence is weak and broad between 500∼700 nm. The increase in fluorescence which is observed upon addition of excess Cd^(2+) ions, absorption edge is shifted towards shorter wavelength and band gap is increased. But, addition of excess S^(2-) ions, fluorescence intensity is increased, absorption edge is shifted towards longer wavelength and band gap energy is decreased. Almost all anions, (SCN^(-), SO_(4)^(2-), NO_(3)^(2-), Br^(-), I^(-)) decreased the intensty of fluorescence. This effect is explained by the formation of positive hole -- anion pairs at the surface as the positive hole are attracted by adsorbed anions. So, oxidizable species are good quencher. When transition metal ions (Cu^(2+),Ni^(2+)) were added in the colloidal CdS , fluorescence intensity was decreased due to the interaction of metal ions with eletrons. So, reducible species are good quencher. Addiion of Ag^(+) and Zn^(2+) were found to increase the fluorescence intensity, by forming Co-colloid with CdS. Collodal CdS which was illuminated with a Xenon lamp, was showed decrease of the paticle size due to the photodegradation. Some transition metal ions (Cd^(2+), Cu^(2+), TI^(+)) promoted the degradation of CdS and Na_(2)S protected the degration of CdS.