離子液體在無(wú)機(jī)納米材料合成中的應(yīng)用

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1、離子液體在無(wú)機(jī)納米材料合成中的應(yīng)用學(xué)生：王紅心指導(dǎo)老師：楊維慎中科院大連化物所504組2006.04.11SeminarⅠ離子液體的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用離子液體在無(wú)機(jī)納米材料合成中的應(yīng)用舉例說(shuō)明離子液體在納米多孔材料、納米粒子、一維納米粒子合成中的應(yīng)用總結(jié)和展望SeminarⅠ主要內(nèi)容離子液體：室溫離子液體、室溫熔融鹽、非水離子液體、液態(tài)有機(jī)鹽等（RTIL,roomtemperatureinoicliquids)在室溫及相鄰溫度下完全(100%)由離子組成的有機(jī)液體物質(zhì)特點(diǎn)無(wú)蒸汽壓、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、不可燃；溶解

2、性好；電導(dǎo)率高,電勢(shì)窗大圖1.兩種最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)：X–無(wú)機(jī)陰離子李汝雄等,綠色溶劑：離子液體的合成與應(yīng)用,2004,21SeminarⅠ離子液體的概念、特點(diǎn)[1]一般應(yīng)用1914年，硝酸乙基銨120C[2]，第一個(gè)RTIL有機(jī)合成反應(yīng)[3-7]：F-G反應(yīng)、D-A反應(yīng)、Heck反應(yīng)、氧化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、烷基化等催化反應(yīng)[3,7-9]電化學(xué)[11-12]化學(xué)分離中的應(yīng)用[7]納米材料合成中的應(yīng)用[13-27]SeminarⅠ離子液體的一般應(yīng)用納米材料：特殊的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、磁學(xué)及生物學(xué)等特征傳統(tǒng)的合成方法中多用到各種有

3、機(jī)溶劑或模板，并且合成條件的要求也比較高采用離子液體的合成路線：簡(jiǎn)便、綠色、高效原因：表面張力低（成核率高）；低表面能（溶解能力）、提供憎水基和高導(dǎo)向性的極性（平行或垂直于ＩＬ）；高穩(wěn)定性（高溫非壓力）；無(wú)水或者微量水（避免氫氧化物和無(wú)定形物產(chǎn)生）；“延長(zhǎng)”的氫鍵（超分子溶劑）不適合高溫高壓合成（缺點(diǎn)）（如碳化物和氮化物的高溫高壓合成）SeminarⅠ無(wú)機(jī)納米材料合成中的應(yīng)用總結(jié)[13-27]納米多孔材料Dai等[emim][Tf2N]TMOSsel-gelSiO2氣凝膠[13]Zhou等[C16min][Cl]na

4、nocas.Tech.層狀超微孔SiO2[14]Zhou等[Bmim][BF4]nanocas.Tech.蠕蟲(chóng)狀超微孔SiO2[15]納米粒子或中空球納米粒子Ir[16,17]、Rh[17]、Pd[18,19]、Au&Pt[20]等Itoh等調(diào)變IL陰離子Au的光學(xué)性質(zhì)[21]Zhou等[Bmim][BF4]TiO2銳鈦礦(2-3nm)海綿體(70-100nm)[22,23]一維納米粒子Zhu等[BuPy][BF4]微波加熱Te納米棒和納米線[24][Bmim][BF4]微波加熱ZnO花狀和針狀[25]Cao等[C2

5、OHmim][Cl]微波加熱ZnO納米片[26]SeminarⅠ典型的無(wú)機(jī)納米材料以離子液體為模板劑采用納米鑄造技術(shù)合成超微孔SiO2[15]模板劑:[C4mim]+BF4-Sol-gel前軀體：TMOS合成路線：mixed+HClmethanolremovaledgelationextrating(acetonitrile)TEM:diam.2.5nmthickn.2.5-3.1nm圖2.超微孔SiO2的TEMNanoLett.,2004,4(3):477SeminarⅠ典型例子之一圖3.氫鍵與л-л堆垛共同作用的

6、自組裝機(jī)理三種作用力Si–O-H……[BF]-H鍵[BF]-……[C4mim]+CF[C4mim]+…[C4mim]+л-л堆垛Diam.(IL)1.2nmDiam.(pore)2.5nmIR證實(shí)[BF]-[(CF3SO2)2N]-:孔分布變寬NanoLett.,2004,4(3):477SeminarⅠ典型例子之一基于咪唑陽(yáng)離子調(diào)變陰離子的方法合成納米金粒子[21]合成路線：1NaBH4+HAuCl4（1）mixed2filtered(removefree1andions)TEM:aver.diam.=5.0nmU

7、V:526nmFT-IR:1589cm-（C=C)TG&EA10%圖5.添加HPF6前[(a)]后[(b)]的TEM圖4.典型反應(yīng)示意圖J.Am.Chem.Soc.,2004,126(10):3026SeminarⅠ典型例子之二陰離子改變對(duì)納米金粒子的影響HI:539nmHPF6:682nm（Cl-:526nm)親水:Cl-、Br-、BF4-憎水：I-、PF6-圖6.A添加aHCl、bHBr、cHBF4、dHI、HPF6溶液的照片；Ba、d、e的UV吸收譜圖J.Am.Chem.Soc.,2004,126(10):30

8、26SeminarⅠ典型例子之二離子液體中微波輔助的Te納米棒和納米線的合成[24]創(chuàng)新：結(jié)合了離子液體和微波加熱的優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)：快速、高效、無(wú)模板劑、綠色圖7.合成Te納米棒（線）的典型反應(yīng)示意圖Angew.Chem.Int.Ed.,2004,43:1410SeminarⅠ典型例子之三制備程序、合成溫度、加熱方式、合成時(shí)間、溶劑等對(duì)納米材料合成的