鍵合工藝簡(jiǎn)介(鍵合工藝參數(shù))
鍵合工藝簡(jiǎn)介
晶圓鍵合技術(shù)是指通過(guò)化學(xué)和物理作用將兩塊已鏡面拋光的同質(zhì)或異質(zhì)的晶片緊密地結(jié)合起來(lái),晶片接合后,界面的原子受到外力的作用而產(chǎn)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵結(jié)合成一體,并使接合界面達(dá)到特定的鍵合強(qiáng)度。
晶圓鍵合是用于制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS),納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)或光電或微電子物體的設(shè)備的過(guò)程?!熬A”是一小片半導(dǎo)電材料,例如硅,用于制造電路和其他電子設(shè)備。在鍵合過(guò)程中,機(jī)械或電氣設(shè)備會(huì)熔合到晶圓本身,從而形成成品芯片。晶圓鍵合與環(huán)境有關(guān),這意味著它只能在一系列嚴(yán)格的嚴(yán)格控制條件下進(jìn)行。
為了使一個(gè)完成晶片鍵合過(guò)程,需要三件事。首先是襯底表面-晶片本身-必須沒(méi)有問(wèn)題。這意味著它必須平坦,光滑且清潔,以便成功進(jìn)行鍵合。除此之外,被鍵合的電氣或機(jī)械材料還必須沒(méi)有缺陷和故障。其次,必須根據(jù)所使用的特定鍵合方法精確設(shè)置環(huán)境溫度。第三,在鍵合過(guò)程中所用的壓力和作用力必須精確,以使熔合不會(huì)破裂或損壞任何重要的電子或機(jī)械零件。
鍵合工藝參數(shù)
將鍵合電子的半數(shù)分別歸屬各鍵合原子,再加上各原子的孤電子數(shù),如果兩者之和等于該原子(成游離態(tài)電中性時(shí))的價(jià)層電子數(shù),形式電荷記為零,否則,少了電子,形式電荷記"+"數(shù),多了電子記為"-"數(shù)。
形式電荷是在寫(xiě)共價(jià)化合物的Lewis結(jié)構(gòu)式時(shí)為了判斷各可能物種的穩(wěn)定性時(shí)引入的。
鍵合工藝原理
相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間的強(qiáng)烈相互作用
原子以“鍵”的方式聯(lián)在一起形成分子.所有的鍵合都與原子中最外層內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)有關(guān).
原子可使電子以不同的方式鍵合.有時(shí)原子會(huì)帶有相同的電荷,每一個(gè)原子釋放出一個(gè)電子來(lái)形成這種“鍵”,這種“鍵”稱為共價(jià)鍵。另一種鍵則是由正負(fù)離子間的的靜電引力形成的,被稱為離子鍵。在金屬中,電子繞著所有的原子運(yùn)動(dòng),這成為金屬鍵。不同的原子以各種不同的鍵合方式結(jié)合在一起組成無(wú)以計(jì)數(shù)的物質(zhì)。
鍵合技術(shù)的作用和特點(diǎn)
離子鍵是金屬與非金屬結(jié)合用的鍵結(jié)方式,而離子鍵可以延伸,所以并無(wú)分子結(jié)構(gòu)。而共價(jià)鍵有鍵角及方向的限制,因此不能隨意延伸,也就是有分子結(jié)構(gòu)。
離子晶體:由離子鍵結(jié)合的產(chǎn)物,主要是鹽類、堿類物質(zhì)、特點(diǎn)是:每個(gè)離子其實(shí)是和旁邊的其他離子鍵合,但是具有離子之間具有獨(dú)立的電荷。
供價(jià)晶體:通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合,但是不產(chǎn)生立體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)晶體。比如二氧化碳、氧氣等,熔點(diǎn)相對(duì)低一點(diǎn)。
金屬鍵合工藝
1.封裝工藝流程 一般可以分為兩個(gè)部分,用塑料封裝之前的工藝步驟成為前段操作,在成型之后的工藝步驟成為后段操作。
2.芯片封裝技術(shù)的基本工藝流程:硅片減薄 硅片切割 芯片貼裝,芯片互聯(lián) 成型技術(shù) 去飛邊毛刺 切筋成型 上焊錫打碼等工序。
3.硅片的背面減薄技術(shù)主要有磨削,研磨,化學(xué)機(jī)械拋光,干式拋光,電化學(xué)腐蝕,濕法腐蝕,等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕,常壓等離子腐蝕等。
4.先劃片后減?。涸诒趁婺ハ髦皩⒐杵媲懈畛鲆欢ㄉ疃鹊那锌冢缓笤龠M(jìn)行背面磨削。
5.減薄劃片:在減薄之前,先用機(jī)械或化學(xué)的方式切割處切口,然后用磨削方法減薄到一定厚度之后采用ADPE腐蝕技術(shù)去除掉剩余加工量實(shí)現(xiàn)裸芯片的自動(dòng)分離。
6.芯片貼裝的方式四種:共晶粘貼法,焊接粘貼法,導(dǎo)電膠粘貼法,和玻璃膠粘貼法。
共晶粘貼法:利用金-硅合金(一般是69%Au,31%的Si),363度時(shí)的共晶熔合反應(yīng)使IC芯片粘貼固定。
7.為了獲得較佳的共晶貼裝所采取的方法,IC芯片背面通常先鍍上一層金的薄膜或在基板的芯片承載座上先植入預(yù)芯片
8.芯片互連常見(jiàn)的方法有,打線鍵合,載在自動(dòng)鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合。
9.打線鍵合技術(shù)有,超聲波鍵合,熱壓鍵合,熱超聲波鍵合。
10.TAB的關(guān)鍵技術(shù):1芯片凸點(diǎn)制作技術(shù)2TAB載帶制作技術(shù)3載帶引線與芯片凸點(diǎn)的內(nèi)引線焊接和載帶外引線焊接技術(shù)。
11.凸點(diǎn)芯片的制作工藝,形成凸點(diǎn)的技術(shù):蒸發(fā)/濺射涂點(diǎn)制作法,電鍍凸點(diǎn)制作法置球及模板印刷制作,焊料凸點(diǎn)發(fā),化學(xué)鍍涂點(diǎn)制作法,打球凸點(diǎn)制作法,激光法。
12.塑料封裝的成型技術(shù),1轉(zhuǎn)移成型技術(shù),2噴射成型技術(shù),3預(yù)成型技術(shù)但主要的技術(shù)是轉(zhuǎn)移成型技術(shù),轉(zhuǎn)移技術(shù)使用的材料一般為熱固性聚合物。
13.減薄后的芯片有如下優(yōu)點(diǎn):1、薄的芯片更有利于散熱;2、減小芯片封裝體積;3、提高機(jī)械性能、硅片減薄、其柔韌性越好,受外力沖擊引起的應(yīng)力也越小;4、晶片的厚度越薄,元件之間的連線也越短,元件導(dǎo)通電阻將越低,信號(hào)延遲時(shí)間越短,從而實(shí)現(xiàn)更高的性能;5、減輕劃片加工量減薄以后再切割,可以減小劃片加工量,降低芯片崩片的發(fā)生率。
14. 波峰焊:波峰焊的工藝流程包括上助焊劑、預(yù)熱以及將PCB板在一個(gè)焊料波峰上通過(guò),依靠表面張力和毛細(xì)管現(xiàn)象的共同作用將焊劑帶到PCB板和元器件引腳上,形成焊接點(diǎn)。
波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料,借助于泵的作用,在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波,裝了元器件的PCB置于傳送鏈上,經(jīng)某一特定的角度以及一定的進(jìn)入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的焊接過(guò)程。
再流焊:是通過(guò)預(yù)先在PCB焊接部位施放適量和適當(dāng)形式的焊料,然后貼放表面組裝元器件,然后通過(guò)重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤(pán)上的焊膏,實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤(pán)之間機(jī)械與電氣連接的一種成組或逐點(diǎn)焊接工藝。
15.打線鍵合(WB):將細(xì)金屬線或金屬帶按順序打在芯片與引腳架或封裝基板的焊墊上形成電路互連。打線鍵合技術(shù)有超聲波鍵合、熱壓鍵合、熱超聲波鍵合。
載帶自動(dòng)鍵合(TAB):將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O或基板上的金屬布線焊區(qū)用具有引線圖形金屬箔絲連接的技術(shù)工藝。
倒裝芯片鍵合(FCB):芯片面朝下,芯片焊區(qū)與基板焊區(qū)直接互連的一種方法。
16. 芯片互連:將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O或基板上的金屬布線焊區(qū)相連接,只有實(shí)現(xiàn)芯片與封裝結(jié)構(gòu)的電路連接才能發(fā)揮已有的功能。
鍵合材料
1TPa=1000Gpa
1Gpa=1000Mpa
1Mpa=1000000pa
彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù),從宏觀角度來(lái)說(shuō),彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來(lái)說(shuō),則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反映。
凡影響鍵合強(qiáng)度的因素均能影響材料的彈性模量,如鍵合方式、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、微觀組織、溫度等。
因合金成分不同、熱處理狀態(tài)不同、冷塑性變形不同等,金屬材料的楊氏模量值會(huì)有5%或者更大的波動(dòng)。但是總體來(lái)說(shuō),金屬材料的彈性模量是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo),合金化、熱處理(纖維組織)、冷塑性變形等對(duì)彈性模量的影響較小,溫度、加載速率等外在因素對(duì)其影響也不大,所以一般工程應(yīng)用中都把彈性模量作為常數(shù)。
鍵合工藝工程師
MEMS 技術(shù)的主要工藝與流程 1、體加工工藝體加工工藝包括去加工(腐蝕)、附著加工(鍍膜)、改質(zhì)加工(摻雜)和結(jié)合加工(鍵合)
鍵合工藝論文
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及要求(2個(gè))
1、基于單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-△啟動(dòng)的設(shè)計(jì)要求:
1)控制器為單片機(jī),電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī);
2)啟動(dòng)時(shí)間為3秒;
3)由按鍵設(shè)置電動(dòng)機(jī)Y-△運(yùn)行、停止。
2、基于單片機(jī)控制的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求:
1)控制器為單片機(jī),電壓輸出范圍為0-10V,電壓精度為0.1V;
2)通過(guò)數(shù)碼管顯示電壓值;
3)由按鍵設(shè)置電壓值。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)用到的主要軟件(及功能)畢業(yè)設(shè)計(jì)用到的主要軟件(及功能):Keil51(源程序編譯),Proteus(電路仿真),AutoCAD(繪圖),Visio(繪流程圖),Protel99SE(原理圖電路設(shè)計(jì),PCB板制作)三、單片機(jī)方面畢業(yè)設(shè)計(jì)要求1、學(xué)會(huì)編寫(xiě)程序(用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言),用Keil51軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯。2、學(xué)會(huì)用Proteus電路仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行仿真。3、在寫(xiě)畢業(yè)論文時(shí),學(xué)會(huì)用Word、AutoCAD,Visio,Protel99SE等軟件對(duì)程序流程圖、電路原理圖等進(jìn)行繪制。相關(guān)答案↓位朋友,以51單片機(jī)為例。51現(xiàn)在很多都是用仿真器來(lái)進(jìn)行在線調(diào)試的,而每個(gè)公司的仿真器都會(huì)有自帶的編程軟件,當(dāng)然,跟keil是差不了多少的。步驟大體如下:
1.新建,進(jìn)行程序的編寫(xiě)2.連上仿真器或燒寫(xiě)器,這一步有可能要對(duì)仿真器或燒寫(xiě)器進(jìn)行設(shè)置,具體可看它們的使用說(shuō)明3.對(duì)程序進(jìn)行編譯,這一步會(huì)自動(dòng)檢測(cè)你的程序有沒(méi)錯(cuò),如果有錯(cuò),是不能進(jìn)入下一步的.如果你用的是仿真器,這一步編譯成功后就可以直接運(yùn)行進(jìn)行在線調(diào)試了。4.如果用的是燒寫(xiě)器,那就進(jìn)行燒寫(xiě)各個(gè)軟件和調(diào)試方法會(huì)有些不同,但大體就是這樣,一些調(diào)試工具的說(shuō)明書(shū)也有很詳細(xì)的說(shuō)明。學(xué)參數(shù)測(cè)量技術(shù)涉及范圍廣,特別是微電壓、微電流、高電壓以及待測(cè)信號(hào)強(qiáng)弱相差極大的情況下,既要保證弱信號(hào)的測(cè)量精度又要兼顧強(qiáng)信號(hào)的測(cè)量范圍,在技術(shù)上有一定的難度。傳統(tǒng)的低成本儀表在測(cè)量電壓、電阻時(shí)都采用手動(dòng)選擇檔位的方法來(lái)轉(zhuǎn)換量程。在使用中,當(dāng)忘記轉(zhuǎn)換檔位時(shí),會(huì)造成儀表測(cè)量精度下降或損壞?,F(xiàn)代電子測(cè)量對(duì)系統(tǒng)的精度要求越來(lái)越高且智能化程度也越來(lái)越高。全量程無(wú)檔自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電壓表和電阻表是在保證測(cè)量精度不下降的前提條件下省去手動(dòng)轉(zhuǎn)換量程的工作,得到了廣泛應(yīng)用。本文介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)的智能多用表。該表能在單片機(jī)的控制下完成直流電壓、電阻和直流電流的測(cè)量。測(cè)量電流部分采用了簡(jiǎn)單的I/V轉(zhuǎn)換電路完成測(cè)試;測(cè)量電壓部分結(jié)合模擬開(kāi)關(guān)CD4051和運(yùn)算放大器OP07構(gòu)成程控放大器,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換;測(cè)量電阻部分也由模擬開(kāi)關(guān)CD4051和運(yùn)算放大器OP07相結(jié)合,在單片機(jī)控制下完成了自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。電流、電壓和電阻的最終測(cè)量信號(hào)都在單片機(jī)的控制下由12位A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543進(jìn)行采集,采集的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后通過(guò)LCD(12864)顯示出來(lái),測(cè)量結(jié)果還可以由帶有串行EEPROM的CPU存儲(chǔ)器和監(jiān)控器的X25045進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)保存。關(guān)鍵詞:TLC2543自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換程控增益放大器電壓 電阻 電流目錄摘要1Abstract2第一章 緒論51.1 概述51.2 智能儀器/儀表國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況51.3 課題研究目的及意義6第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能介紹82.1 系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)82.1.1 儀表功能82.1.2 性能指標(biāo)82.1.3 本機(jī)特色82.1.4 系統(tǒng)使用說(shuō)明92.2 系統(tǒng)工作原理概述9第三章 方案設(shè)計(jì)與論證113.1 量程選擇的設(shè)計(jì)與論證11
鍵合工藝流程
共晶焊:只是改善了固晶工藝它任然需要引線鍵合;倒裝:在底板上直接安裝芯片的方法之一。連接芯片表面和底板時(shí),并不是像引線鍵合一樣那樣利用引線連接,而是利用陣列狀排列的,名為焊點(diǎn)的突起狀端子進(jìn)行連接。 說(shuō)白了,共晶就是改善了我們現(xiàn)在的固晶方式不需要銀膠,倒裝就是不僅僅不需要銀膠還不需要焊線。
鍵合工藝的三要素
固溶體是指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體且仍保持溶劑類型的合金相。固溶體半導(dǎo)體材料是指某些元素半導(dǎo)體或者化合物半導(dǎo)體相互溶解而形成的一種具有半導(dǎo)體性質(zhì)的固態(tài)溶液材料,又稱為混晶半導(dǎo)體或者合金半導(dǎo)體。兩種化合物若離子半徑相近、晶格結(jié)構(gòu)相似則可以通過(guò)調(diào)節(jié)比例制備帶隙連續(xù)變化的可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑。由于硫化物半導(dǎo)體擁有較窄的帶隙和較高的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)備受關(guān)注。硫化鋅(ZnS)是一種典型的Ⅱ-Ⅵ型半導(dǎo)體材料,由于其優(yōu)異的氧化能力和低的二次污染,受到了人們的廣泛關(guān)注。然而,ZnS由于其具有寬的直接帶隙(3.6eV)僅在紫外光區(qū)具有活性,且由于較快的光生電子-空穴復(fù)合率,其光催化效率還不夠高。與窄帶隙半導(dǎo)體構(gòu)建異質(zhì)結(jié)是拓寬寬帶隙半導(dǎo)體的可見(jiàn)光吸收以及光催化性能的一種有效方法。MoS2作為一種新興的光催化劑具有禁帶窄、邊緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、比表面積大、高不飽和性能等特點(diǎn),合成ZnS-MoS2異質(zhì)結(jié)光催化劑可以抑制光生電子-空穴的復(fù)合,從而提高光催化活性。然而,異質(zhì)結(jié)的晶格和能帶結(jié)構(gòu)匹配較差。半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)固溶體可以調(diào)節(jié)固溶體的晶格常數(shù)和能帶結(jié)構(gòu)匹配的能帶結(jié)構(gòu),是一種避免晶格失配引起的界面應(yīng)力的有效途徑。因而本課題組合成了一系列的ZnS-MoS2固溶體,其光催化活性遠(yuǎn)高于純ZnS和MoS2,但由于ZnS-MoS2固溶體的光催化活性較差,其性能仍不理想。因此,對(duì)ZnS-MoS2固溶體光催化劑進(jìn)行修飾進(jìn)而提高其光催化效率是非常必要的。
石墨烯是由sp2雜化的苯六元環(huán)組成的二維(2D)周期性蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu),是目前最理想的二維納米材料。在室溫下石墨烯具有在優(yōu)異的電荷載體、優(yōu)良的熱導(dǎo)率、高比表面積和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等,能促進(jìn)ZnS-MoS2固溶體光生電子-空穴的分離、轉(zhuǎn)移和遷移,抑制光載流子的復(fù)合;此外,石墨烯能吸附大量的污染物,為光催化反應(yīng)提供更多更理想的反應(yīng)位點(diǎn),且能夠抑制ZnS-MoS2納米顆粒團(tuán)聚,使其均勻的生長(zhǎng)在石墨烯薄膜上,因此,結(jié)合固溶體的優(yōu)點(diǎn)和石墨烯優(yōu)異的性能,我們嘗試制備了一種新型的rGO/ZnS-MoS2三元固溶體促進(jìn)電荷分離以及增強(qiáng)穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
ZnS-MoS2納米顆粒較大且接觸緊密,容易團(tuán)聚,比表面積較小,提供的反應(yīng)活性位點(diǎn)較少,容納的污染物分子有限,進(jìn)而造成光催化效率較低,本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的不足,提出一步溶劑熱法制備具有可見(jiàn)光催化活性的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑,rGO的引入一方面可作為電子載體促進(jìn)光生電子-空穴的分離、轉(zhuǎn)移和遷移,從而抑制光載流子的復(fù)合率;另一方面石墨烯的加入能抑制ZnS-MoS2納米顆粒聚合,使ZnS-MoS2納米顆粒能夠均勻地生長(zhǎng)在石墨烯薄膜上,為光催化反應(yīng)提供更多更理想的反應(yīng)位點(diǎn)。此外,這種 rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑的禁帶寬度較窄,且具有較大的比表面積,在可見(jiàn)光下有較強(qiáng)的光吸收和光催化能力,提高了對(duì)光的利用效率,并且具有較高的穩(wěn)定性和再生能力。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種具有可見(jiàn)光催化活性的石墨烯/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑的方法,其步驟如下:
一種具有可見(jiàn)光催化活性的石墨烯/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑的方法,其特征步驟如下:
1)首先用改良Hummers法制備出氧化石墨烯,然后將氧化石墨烯分散到有機(jī)溶劑中超聲至均勻溶液,超聲時(shí)間30-60min;
2)以無(wú)機(jī)鋅鹽、無(wú)機(jī)鉬鹽和硫源作為原料,將它們?nèi)芙獾接袡C(jī)溶液中,并加入提前制備好的石墨烯溶液;
3)將混合溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中,在180-220℃條件下反應(yīng)24小時(shí);
4)反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)物用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌、離心數(shù)次,所得產(chǎn)物在60-100 ℃下真空干燥6-24小時(shí),即得具有可見(jiàn)光催化活性的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
所述無(wú)機(jī)鋅鹽為醋酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種或幾種。
所述無(wú)機(jī)鉬鹽為鉬酸鈉、鉬酸銨和磷鉬酸中的一種或幾種。
所述硫源為硫代乙酰胺、硫脲和Na2S中的一種或幾種。
所述有機(jī)溶劑為乙醇、丙醇、丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙二醇、丙二醇或丁二醇中的一種或幾種。
所述無(wú)機(jī)鋅鹽與無(wú)機(jī)鉬鹽的摩爾比為20:1~40:1。
所述無(wú)機(jī)鋅鹽與硫源的摩爾比為1:2~1:8。
所述石墨烯與ZnS-MoS2的質(zhì)量百分比為5%~14%。
本發(fā)明制備的石墨烯/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑,處理廢水在可見(jiàn)光照射下進(jìn)行。
本發(fā)明制備rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑的優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明制備方法制得的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑具有獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)和形貌。
(2)本發(fā)明的一步溶劑熱法制備一種具有可見(jiàn)光催化活性的石墨烯/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑較為蓬松具有更大的比表面積,較窄且可連續(xù)調(diào)節(jié)的禁帶寬度,能有效地使光生電子-空穴分離、遷移,在可見(jiàn)光下有較強(qiáng)的光吸收和光催化能力,并具有著較高的穩(wěn)定性和再生性能,可見(jiàn)光照射下可以高效處理實(shí)際廢水,去除率可達(dá)到74.05%。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1所制備的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑(a)和單純的 ZnS-MoS2對(duì)比樣品(b)的XRD圖譜,由圖可知,rGO/ZnS-MoS2和ZnS-MoS2的X射線衍射數(shù)據(jù)相符合,表明石墨烯的負(fù)載不影響ZnS-MoS2的晶相,沒(méi)有出現(xiàn)石墨烯的衍射峰表明由于硫化鋅/硫化鉬對(duì)石墨烯片層的修飾,打亂了石墨烯的有序排列結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1所制備的rGO/ZnS-MoS2SEM圖,由圖可知ZnS-MoS2納米粒子能均勻地生長(zhǎng)在石墨烯薄膜上并形成了的形貌,實(shí)現(xiàn)石墨烯與ZnS-MoS2納米粒子之間的有效鍵合。
圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1所制備的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑(a)和純ZnS-MoS2樣品(b)的氮?dú)馕?脫附等溫線,由圖可知,rGO/ZnS-MoS2和純ZnS-MoS2的氮?dú)馕?脫附等溫線都屬IUPAC分類中的IV型,H3滯后環(huán),但rGO/ZnS-MoS2固溶體光催化劑的比表面積接近31.6m2/g,純ZnS-MoS2的比表面積為18.7m2/g,rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑的比表面積遠(yuǎn)大于純ZnS-MoS2的比表面積。
圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1所制備的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑(a)和純ZnS-MoS2 (b)光降解鄰硝基苯酚曲線,由圖可知,rGO/ZnS-MoS2固溶體光催化劑的催化活性高于純 ZnS-MoS2。
圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1所制備的rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑在可見(jiàn)光照射下處理實(shí)際藥物廢水的曲線,由圖可知,rGO/ZnS-MoS2固溶體光催化劑可以高效處理實(shí)際藥物廢水,在可見(jiàn)光下實(shí)際藥物廢水的COD去除率高達(dá)74.05%。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
實(shí)施例1
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后取0.06787g氧化石墨烯到10mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中,超聲30min備用。
(2)將6.0mmol醋酸鋅,0.2mmol鉬酸鈉,13.3mmol硫代乙酰胺,加入到40mL N,N- 二甲基甲酰胺溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,210℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在60℃下真空干燥 12小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例2
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后稱取0.04936g氧化石墨到10mL乙二醇溶液中,超聲40min備用。
(2)將6.0mmol氯化鋅,0.2mmol鉬酸鈉,13.3mmol硫代乙酰胺,加入到40mL乙二醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,200℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在60℃下真空干燥 12小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例3
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后稱0.06787g氧化石墨烯分散到10mL乙醇溶液中,超聲60min備用。
(2)將5.0mmol硝酸鋅,0.25mmol鉬酸鈉,11.5mmol硫化鈉,加入到40mL乙醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,220℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在60℃下真空干燥 12小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例4
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后取0.04936g氧化石墨烯分散到10mL丁醇溶液中,超聲30min備用。
(2)將5.0mmol硝酸鋅,0.25mmol磷酸鈉,11.5mmol硫化鈉,加入到40mL丁醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,200℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在60℃下真空干燥 12小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例5
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后稱取0.04936g氧化石墨烯分散到10mL丁醇溶液中,超聲40min備用。
(2)將6.0mmol硝酸鋅,0.2mmol鉬酸鈉,13.3mmol硫脲,加入到40mL丁醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,220℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在100℃下真空干燥 8小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例6
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后取0.05553g氧化石墨烯分散到10mL丁醇溶液中,超聲50min備用。
(2)將5.0mmol醋酸鋅,0.14mmol鉬酸鈉,11mmol硫化鈉,加入到40mL丁醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,210℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在100℃下真空干燥 8小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例7
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后稱取0.05553g氧化石墨烯分散到10mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中,超聲30min備用。
(2)將6.0mmol醋酸鋅,0.2mmol磷酸鉬,13.3mmol硫化鈉,加入到40mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,200℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在100℃下真空干燥 8小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例8
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后取0.04936g氧化石墨烯分散到10mLN,N-二甲基乙酰胺溶液中,超聲40min備用。
(2)將5.0mmol硫酸鋅,0.25mmol磷酸鉬,11.5mmol硫脲,加入到40mL N,N-二甲基乙酰胺溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,210℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在100℃下真空干燥 8小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
實(shí)施例9
(1)以石墨粉為原料,采用Hummers方法合成氧化石墨烯,然后取0.05553g氧化石墨烯分散到10mL丙二醇溶液中,超聲30min備用。
(2)將6.0mmol氯化鋅,0.2mmol鉬酸銨,13.3mmol硫脲,加入到40mL丙二醇溶液中并攪拌至溶液透明后加入上述石墨烯溶液。
(3)將溶液轉(zhuǎn)移到100mL反應(yīng)釜中,200℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
(4)將反應(yīng)后的樣品離心并用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次,所得樣品在100℃下真空干燥 8小時(shí)后研磨。所得產(chǎn)物為rGO/ZnS-MoS2納米固溶體光催化劑。
不局限于此,任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
再多了解一些
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