离子液体辅助合成α-feo中空微球及其光催化性能的研究

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1、JIANGSUUNIVERSITY本科毕业论文离子液体辅助合成α-Fe2O3中空微球及其光催化性能的研究Ionicliquidassistedsynthesisandphotocatalyticpropertiesofα-Fe2O3hollowmicrospheres学院名称：化学化工学院专业班级：应用化学09(02)班学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：201年月目录第一章离子液体简介及离子液体在纳米材料合成中的应用-1-1.1离子液体的介绍-1-1.2离子液体用于纳米材料的合成-3-1.2.1金属纳米粒子-3-1.2.2非金属

2、材料-4-1.2.3金属氧化物-4-1.2.4盐类物质-5-1.2.5多孔纳米材料-6-1.3本文的主要内容及研究意义-6-第二章反应型离子液体辅助溶剂热合成α-Fe2O3中空微球及其性质实验-8-2.1实验药品-8-2.2实验仪器-8-2.3样品的制备-8-2.4光催化活性研究-9-第三章结果和讨论-10-3.1X射线衍射分析-10-3.2扫描电子显微镜分析-11-3.3傅立叶变换红外光谱分析-13-3.4紫外漫反射光谱分析-14-3.5α-Fe2O3样本的光催化活性-15-第四章结论-19-致谢-20-参考文献-21-离子液体辅助合成

3、α-Fe2O3中空微球及其光催化性能的研究摘要：本文通过1-辛基-3-甲基咪唑四氯合铁金属型离子液体([Omim]FeCl4)溶剂热合成了中空、球状结构的α-Fe2O3材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、固体紫外(DRS)、红外(FT-IR)等方法对催化剂进行表征分析。并考察了离子液体的浓度对α-Fe2O3结构形态的影响。研究结果表明，[Omim]FeCl4离子液体在α-Fe2O3中空微球的合成过程中不仅作为铁源，还起到了溶剂和模板剂的作用。另外，我们也考察了α-Fe2O3的光催化性质。

4、结果表明α-Fe2O3显示了高的光催化活性。这种设计型中空球状结构在光催化方面展现了潜在的应用。关键词：α-Fe2O3；光催化；离子液体；中空微球江苏大学本科毕业论文第一章离子液体简介及离子液体在纳米材料合成中的应用1.1离子液体的介绍随着经济和科学技术的不断发展，人们对健康和环境的关注越来越多，要求也越来越高。“绿色化学”、“环境友好化学”、“清洁技术”等概念的提出对传统的化工生产工艺流程提出了更高的要求和新的挑战。离子液体（Ionicliquids：ILS），又称为室温熔融盐（roomtemperaturemoltensalts），区

5、别于常规的熔融盐，一般是指在是指在室温或近室温下完全由阴阳离子组成的液体[1,2]。该类液体一般是由含氮、磷的有机阳离子和大的无机阴离子组成，最常见的是咪唑盐、吡啶盐、烷基铵盐、烷基磷酸盐等。图1为常规离子液体的阳离子和阴离子的组成和分类，离子液体的水溶性主要取决于离子液体阴离子的选择。图1常规离子液体的阳离子和阴离子组成和分类示意图[3]离子液体外观看起来类似于水或甘油等液体，但离子液体却具有很多水和一般常规有机溶剂所无法比拟的物理化学性质[4-6]：1、液相温度区间比较宽，具有很好的热稳定性。许多离子液体具有大于300℃的液相范围，而

6、水只有100℃的液相范围，氨是44℃。离子液体较宽的温度区间使得在较大程度上的动力学控制成为可能，同时由于离子液体的熔点在室温附近，较低的熔点可避免分解、歧化等副反应的发生。-23-江苏大学本科毕业论文2、溶解范围比较宽，溶解能力较强，由于离子液体具有较强的极性，有很高的溶解性和弱配位性或非配位性，可以溶解许多有机物、无机物和高分子材料，且溶解能力较大同时可以溶解H2、CO和O2等气体，即可以作为催化加氢、羰化、加氢醛化、氧化等化学反应的溶剂。离子液体还是一种非质子溶剂，可以减少溶剂化现象的出现，由于具备较强的离子环境，可以延长许多物质的

7、使用寿命。3、离子液体的蒸气压小，几乎不挥发，不可燃、不氧化、毒性较小，可用于高真空体系，可降低反应中因溶剂挥发而造成的环境污染，这也是离子液体之所以被称为“绿色溶剂”的重要依据。4、离子液体对有些不互溶的有机溶剂可以提供一个非水、极性可调的两相体系，离子液体具有一定的表面活性功能，在溶液中可以形成微乳体系[7]。此外，有些特殊的功能化离子液体本身具有液晶的性质[8]。5、粘度低，热容大，对潮湿空气稳定，易于处理。图2功能化离子液体的应用示意图[13]6、可以简单的通过调节合适的阴/阳离子的组合得到不同憎水/亲水和极性的离子液体，因此离子

8、液体也被称为“设计性溶液”。同时由于含有如BF4-和PF6-等的弱配位阴离子，离子液体作为潜在的极性非配位溶剂，在阳离子存在下可以很好的提高反应的速率。7、离子液体的离子电导率高，电势窗大，可