咪唑類(lèi)離子液體穩(wěn)定的納米金的制備、組裝及應(yīng)用.pdf

1、由于貴金屬納米材料、特別是納米金具有眾多極為優(yōu)異的性質(zhì)，因此在催化、傳感器、電子學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)等諸多領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景，一直以來(lái)都是研究熱點(diǎn)之一。納米金的性質(zhì)與其尺寸及形貌緊密相關(guān)，因此可控制備各種形貌的金納米粒子是一個(gè)主要的研究方向。離子液體又稱“熔融鹽”，是由陰陽(yáng)離子構(gòu)成的熔點(diǎn)低于100℃的鹽，自從發(fā)現(xiàn)之日就作為一種綠色溶劑被寄予厚望，同時(shí)也為納米材料的制備提供了新的契機(jī)。但是與傳統(tǒng)制備體系相比，目前對(duì)離子液體體系制備納米材

2、料的研究還不夠深入。本論文從膠體與界面化學(xué)的角度出發(fā)，以咪唑類(lèi)離子液體為包覆劑制備了各種形貌的納米金，研究了球形納米金在氣/液界面的組裝行為，并將得到的納米金作為基底，檢驗(yàn)了其SERS增強(qiáng)活性。全文共分為以下六部分內(nèi)容：
　　 第一部分，首先簡(jiǎn)要介紹了納米金及其應(yīng)用，然后總結(jié)了各種形貌的納米金的研究進(jìn)展，之后對(duì)離子液體進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，最后對(duì)離子液體在納米材料制備中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。
　　 第二部分，首先研究了長(zhǎng)鏈離

3、子液體C16mimBr在氣液界面上形成的Langmuir單層膜，發(fā)現(xiàn)這種單層膜穩(wěn)定性很高，可作為模板用于納米材料的制備。在此單層膜的誘導(dǎo)下，通過(guò)界面反應(yīng)制備了微米級(jí)的金納米片。通過(guò)對(duì)TEM和HRTEM結(jié)果的分析，確定了納米片各個(gè)表面的晶面歸屬，并通過(guò)SAED圖譜研究了納米片的結(jié)晶性，通過(guò)SEM確定了納米片的厚度。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，利用融合生長(zhǎng)機(jī)理對(duì)微米級(jí)納米片的形成做了解釋。最后通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，明確了成膜物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和表面壓對(duì)產(chǎn)物形

4、貌的影響。
　　 第三部分，以C12mimBr為保護(hù)劑，通過(guò)晶種法制備了尺寸均一金納米棒，并通過(guò)形貌誘導(dǎo)劑的選擇調(diào)控了納米棒的長(zhǎng)徑比。結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道和HRTEM圖像分析，明確了納米棒的結(jié)構(gòu)。催化實(shí)驗(yàn)表明，活性離子液體包覆的納米金對(duì)硝基化合物的還原具有很高的催化活性。通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法計(jì)算了包覆劑分子與金表面之間的相互作用能，并結(jié)合計(jì)算的結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了解釋。
　　 第四部分，首先合成了一種功能化的離子液體([ca

5、mphorC2mim]Cl)，然后在這種離子液體的輔助下，利用一種簡(jiǎn)單的方法在氣/液界面上制備了二維枝狀金納米結(jié)構(gòu)。詳細(xì)討論了離子液體在枝狀納米結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中的作用，并研究了離子液體與氯金酸之間的摩爾比及濃度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。所得到的枝狀金納米結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的SERS增強(qiáng)活性，可用于高活性SERS基底的構(gòu)筑。
　　 第五部分，通過(guò)電化置換的方法，以[camphorC2mim]Cl離子液體為添加劑，在乙醇和水的混合溶劑中成功制備了三

6、維枝狀金納米結(jié)構(gòu)，詳細(xì)研究了金屬基底、乙醇/水摩爾比、金鹽前軀體和添加劑對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。通過(guò)對(duì)HRTEM和SAED的分析，明確了枝狀金納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方向。SERS實(shí)驗(yàn)表明，所得到的枝狀金納米結(jié)構(gòu)同樣具有很強(qiáng)的SERS增強(qiáng)活性。
　　 第六部分，合成了一種咪唑基手性離子液體([C16hmim]Br)，通過(guò)兩相合成法制備了手性離子液體包覆的金納米粒子，并研究了其在氣液界面上的自組裝行為；通過(guò)一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，討論了保護(hù)劑的分子結(jié)構(gòu)