以离子液体为反应介质合成多种特殊形貌的无机纳米材料

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以往离子液体多用于有机化学合成,但近几年,在无机低维纳米材料的合成方面已引起了科学领域的关注。 本论文中,将着重讨论离子液体在合成无机纳米结构材料中所起的模板效应,主要包括制备硫化物如Bi2S3,CuS,ZnS等功能纳米材料,及其它金属化合物如BaF2等。并进一步探讨离子液体作为介质来制备纳米材料的优越性及对新颖纳米结构产生影响的机理,为其更广泛应用于无机纳米材料的合成提供依据。(1)我们设计应用一种离子液体四氟合硼化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM][BF4])溶液体系作为模板来控制Bi2S3纳米结构在低温和温和环境下的形貌控制及结晶生长。由纳米线组成的大小接近3到5微米的均匀的Bi2S3花束能够在离子液体模板效应下被大量制备出来,而光散射实验分析也证明在离子液体中有囊泡形成。同时,我们提出了Bi2S3花束的形成机理。随着生长时间的延长,花状结构会趋向于变松散并从母体中散落,最终形成独立的纳米线。结果表明形貌的变化和状态的转变与反应条件密切相关,如pH值,反应温度和时间等。该反应体系可以被推广用于其它具有新的形貌和复杂结构形成的无机纳米材料的合成。(2)以不同离子液体为反应模板,在不使用任何其它表面活性剂,且相对温和的条件下,制备了其它多种无机纳米材料,如CuS,ZnS,BaF2等,它们都具有特殊的形貌,我们通过各种测试手段对产物进行表征和分析。
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