在离子液体中合成纳/微米材料的研究

论文摘要

工业发展在提高人类生活质量的同时也对生态环境造成了严重的破坏。绿色化学的兴起成为必然。离子液体由于具有一些优异的性能,如可以忽略的蒸汽压（即不挥发性）、低熔点、很宽的液相温度（可达到400°C）、低毒性、不燃性、很宽的电势窗和对有机物和无机物良好的溶解性,而广泛的应用于化学合成、分离和电化学等方面,是一种良好的绿色介质和软功能材料。目前,离子液体在纳米材料合成上的应用还处于起步阶段,但相对传统的制备方法有很多优点,已引起国内外科学研究者的广泛关注。在合成了五种性能不同离子液体后,并利用这些离子液体合成了不同种类和形貌的纳微米材料。微波加热能提高反应速率和反应选择性,能缩短反应时间并提高反应产率,通过把室温离子液体和微波加热相结合,提出了一种快速、无核、非模板和环境友好的合成纳米材料的绿色方法。从微波化学上看,利用离子液体的优势是:室温离子液体有很大的有机阳离子,有机阳离子具有很高的极化率,可以作为一种很好的微波吸收剂,从而导致很快的加热速度,这种快速、低温、无核的环境友好“绿色”的方法避免了烦琐的合成过程,缩短了合成时间,我们利用微波和离子液体共同作用的优点,在溶剂中合成出了不同形貌氢氧化物（ZnF（OH））和硫化物（ZnS,CuS）;离子液体与溶剂热法结合合成了氧化物（Co3O4,SnO2）;最后通过微波辅助离子热法和超声波辅助离子液体合成出了氟化物（CoF2、LiF和BiF3）和硫化物（CdS）。通过XRD, SEM,TEM,IR,UV-vis和PL等现代表征手段对产物进行表征,并对合成机理进行了初步的探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 离子液体的简介
• 1.2 微波辅助、溶剂热、离子热、超声波辅助法合成纳米材料
• 1.3 离子液体在无机纳米材料合成上的进展
• 1.3.1 多孔材料
• 1.3.2 纳米粒子或中空球
• 1.3.3 一维纳米材料
• 1.3.4 其他（电沉积）
• 1.4 本文的研究意义及主要内容
• 第二章 离子液体的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.2.1 药品与仪器
• 2.2.2 合成含Cl 离子液体
• 2.2.3 阴离子交换
• 2.3 样品表征
• 第三章 微波辅助合成金属氢氧化物、硫化物的纳微米结构
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.2.1 药品与仪器
• 3.2.2 实验过程
• 3.2.3 样品的测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 XRD 和能谱表征
• 3.3.2 SEM 表征
• 3.3.3 TEM 表征
• 3.3.4 机理分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 离子液体中合成金属氧化物的纳微米结构
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.2.1 药品与仪器
• 4.2.2 实验过程
• 4.2.3 样品的测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 XRD 表征
• 4.3.2 SEM 表征
• 4.3.3 TEM 表征
• 4.3.4 光学性能分析
• 4.3.5 机理分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 微波离子热法合成金属氟化物和超声波辅助合成金属硫化物的纳微米结构
• 5.1 引言
• 5.2 实验
• 5.2.1 药品与仪器
• 5.2.2 实验过程与表征
• 5.2.3 样品的测试与表征
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 XRD 表征
• 5.3.2 SEM 表征
• 5.3.3 TEM 表征
• 5.3.4 机理分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文