功能離子液體輔助制備硫(硒)化物及其性質(zhì)研究.pdf

1、無機微／納米材料因具有特殊的力學、光學、電學、磁學以及生物學特性而備受關注。由于這些特殊的性能極大的依賴于材料的尺寸和形貌,所以可控性制備各種結(jié)構(gòu)特征的材料,并探究其潛在的應用價值,已成為近年來的研究熱點。傳統(tǒng)的合成方法大多采用水與有機溶劑或添加劑的組合來獲得具有特定結(jié)構(gòu)和性能的無機材料。有機溶劑雖然憑借其不同的物理化學性質(zhì)在合成方法中應用很廣泛,但是沸點低、蒸汽壓高、毒性大以及對無機物的溶解性低限制了其應用范圍,尤其是其高蒸汽壓和高毒

2、性更是對環(huán)境造成了嚴重污染。因此尋找一種低毒性、低蒸汽壓以及可設計性的物質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機物質(zhì)應用于材料合成中就顯得十分重要了。
　　 離子液體(Ionic Liquids,簡寫為ILs)是一種由有機陽離子和無機或有機陰離子構(gòu)成的熔融鹽,并且具有高熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的離子導電性和導熱性、非揮發(fā)性或“零”蒸氣壓、寬液程以及可調(diào)的溶解性和可設計性等優(yōu)點,它的出現(xiàn)極大的解決了當前的難題并且很好的符合了今后綠色化學的發(fā)展主題。離子液體應用于有機

3、合成、催化、分析、電化學及分離等諸多領域的例子已是不勝枚舉,而在無機微／納米材料合成領域的研究則是方興未艾。在材料合成領域中它所扮演的角色也從單一的溶劑、模板劑或表面活性劑等發(fā)展到身兼數(shù)職的物質(zhì),既作為模板和前軀體,又同時作為溶劑或者反應底物。
　　 本文在常規(guī)離子液體的基礎上合成了三種功能化的離子液體,并將其用于硫化鎘(CdS)樹枝狀結(jié)構(gòu)、硒化鎘(CdSe)納米球和硫化鉛(PbS)納米片的合成中,充分體現(xiàn)了功能離子液體的多種輔

4、助性能。并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)、室溫光致發(fā)光光譜儀(PL)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)和紫外-可見吸收光譜儀(UV-vis)等手段對產(chǎn)物進行了表征。
　　 (1)以氯化鎘(CdCl2)和丁基甲基咪唑硫氰酸鹽([BMIM]SCN)為起始原料,無模板劑水熱法制備出具有特殊形貌的CdS樹枝狀結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明離子液體在反應中不僅起到了表面活性劑的作用,還作為反應物提供硫

5、源,很好的體現(xiàn)了身兼多職的作用,并給出了反應機理。另外產(chǎn)物在形貌上的特殊性也使其在光致發(fā)光性能上表現(xiàn)出了與塊體材料的相異性。
　　 (2)以丁基甲基咪唑氯鹽([BMIM]Cl)、氯化鎘(CdCl2)和硫氰酸鉀(KSCN)在室溫下反應生成一種含鎘離子的離子液體([BMIM][Cd(SCN)3])為前軀體,再與硒代硫酸鈉(NaSeSO3)在水溶液中合成出由CdSe納米粒子自組裝而成的納米球。實驗研究了反應溫度、時間和酸堿度等參量對產(chǎn)