牛油果变身化学薄膜，在可持续能源生产中展现巨大潜能

最近发表在《科学报告》杂志上的一项研究侧重于通过化学浴沉积技术使用鳄梨叶提取物开发纳米级硫化铅 (PbS) 薄膜。



科学家们用鳄梨叶制作薄膜



在全球范围内，观察到使用鳄梨（ Glycosmis cochinchinensis ）的一个共同趋势：食用鳄梨的果实而留下叶子污染环境。



纳米材料因其独特的物理化学、结构、光学和气体检测特性而被广泛应用于能源、光电子学、药物输送和生态修复等领域。然而，由于使用有害化学物质，生产纳米材料的传统方法引起了一些环境问题。



纳米材料的绿色合成：为什么重要？



绿色纳米粒子合成试图减少浪费并开发可持续技术。近年来，纳米技术的发展强调了使用温和反应条件和无毒前体的绿色技术，以促进环境的可持续性。



使用植物材料、微生物等生物活性剂，以及蔬菜废弃物、果皮废弃物、蛋壳和农业径流等其他生物废弃物，用于纳米材料的绿色合成。使用天然生物活性剂制造金属纳米颗粒可显着降低环境污染的危险。



硫化铅 (PbS) 薄膜：合成方法和优势



硫化铅 (PbS) 是一种在室温下具有直接窄能隙的半导体。硫化铅还具有正温度系数的能隙，使其具有许多独特的理化特性。此外，硫化铅薄膜的折射率和消光系数等光敏常数最适合光学传感应用。



硫化铅 (PbS) 薄膜等硫属元素化物纳米材料可以在太阳能电池、气体传感器、激光材料、热电器件和半导体等许多光电应用中发挥重要作用。



已经使用各种沉积方法制备了 PbS 薄膜，例如喷雾热解、连续离子层吸附和反应、固体气相沉积、热蒸发、电流法、脉冲电沉积、化学浴沉积和原子层沉积。



化学浴沉积的好处



最近，化学浴沉积法已被用于生产 PbS 薄膜。



化学浴沉积技术是一种从含有金属、氢氧化物和硫化物或硒化物离子的溶液中将薄膜沉积在基板上的方法。它已成为一种吸引人的技术，因为它制造简单、成本低廉、适用于大规模沉积区域、能够在各种基板上沉积薄膜以及通过改变沉积设置来轻松调整薄膜质量。



这种方法的主要好处是可以保证沉积浴中发生的反应在基板上形成薄膜的整个过程中缓慢发生，从而产生具有出色界面特性的薄膜。



使用鳄梨叶提取物合成 PbS 薄膜



在本研究中，利用鳄梨植物叶提取物的化学浴沉积方法有效地制备了纳米晶硫化铅薄膜。制成的薄膜具有卓越的品质。各种表征技术被用来探索浓度对 PbS 薄膜的物理、结构和光学方面的影响。



采用能量色散 X 射线分析 (EDX) 方法获得薄膜的组成。然后，利用 X 射线光子光谱 (XPS) 技术获得所制备薄膜的化学成分。X射线衍射（XRD）技术也被应用于研究制备的薄膜的结构特性。



XRD分析表明，制备的纳米材料确实是立方晶体，薄膜的平均晶体尺寸为0.5nm。制备的薄膜显示出显着的吸光度和极小的反射率，使其成为太阳能电池应用的合适材料。



由于 PbS 纳米晶体的量子限制，由鳄梨叶提取物制备的纳米晶硫化铅薄膜的带隙为 2.43 eV，高于体膜。特别是在 pH=4 下制备的样品显示出显着的光学性能。



基于这些结果，可以肯定的是，从鳄梨叶提取物中沉积的硫化铅薄膜是未来在污染管理和可持续能源生产中应用的有前景的资源。