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(jī)微／納米材料因具有特殊的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)以及生物學(xué)特性而備受關(guān)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(yīng)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(jī)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(jī)材料。有機(jī)溶劑雖然憑借其不同的物理化學(xué)性質(zhì)在合成方法中應(yīng)用很廣泛,但是沸點低、蒸汽壓高、毒性大以及對無機(jī)物的溶解性低限制了其應(yīng)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(yán)重污染。因此尋找一種低毒性、低蒸汽壓以及可設(shè)計性的物質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)物質(zhì)應(yīng)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(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)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(dǎo)電性和導(dǎo)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(shè)計性等優(yōu)點,它的出現(xiàn)極大的解決了當(dāng)前的難題并且很好的符合了今后綠色化學(xué)的發(fā)展主題。離子液體應(yīng)用于有機(jī)

3、合成、催化、分析、電化學(xué)及分離等諸多領(lǐng)域的例子已是不勝枚舉,而在無機(jī)微／納米材料合成領(lǐng)域的研究則是方興未艾。在材料合成領(lǐng)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(yīng)底物。
　　 本文在常規(guī)離子液體的基礎(chǔ)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(jìn)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(yīng)中不僅起到了表面活性劑的作用,還作為反應(yīng)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(yīng)機(jī)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(yīng)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(yīng)溫度、時間和酸堿度等參量對產(chǎn)