离子液体在无机纳米材料合成中的应用

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1、离子液体在无机纳米材料合成中的应用学生：王红心指导老师：杨维慎中科院大连化物所504组2006.04.11SeminarⅠ离子液体的概念、特点、应用离子液体在无机纳米材料合成中的应用举例说明离子液体在纳米多孔材料、纳米粒子、一维纳米粒子合成中的应用总结和展望SeminarⅠ主要内容离子液体：室温离子液体、室温熔融盐、非水离子液体、液态有机盐等（RTIL,roomtemperatureinoicliquids)在室温及相邻温度下完全(100%)由离子组成的有机液体物质特点无蒸汽压、高的热稳定性和化学稳定性、不可燃；溶解

2、性好；电导率高,电势窗大图1.两种最常见的结构：X–无机阴离子李汝雄等,绿色溶剂：离子液体的合成与应用,2004,21SeminarⅠ离子液体的概念、特点[1]一般应用1914年，硝酸乙基铵120C[2]，第一个RTIL有机合成反应[3-7]：F-G反应、D-A反应、Heck反应、氧化反应、加氢反应、烷基化等催化反应[3,7-9]电化学[11-12]化学分离中的应用[7]纳米材料合成中的应用[13-27]SeminarⅠ离子液体的一般应用纳米材料：特殊的电学、光学、力学、磁学及生物学等特征传统的合成方法中多用到各种有

3、机溶剂或模板，并且合成条件的要求也比较高采用离子液体的合成路线：简便、绿色、高效原因：表面张力低（成核率高）；低表面能（溶解能力）、提供憎水基和高导向性的极性（平行或垂直于ＩＬ）；高稳定性（高温非压力）；无水或者微量水（避免氢氧化物和无定形物产生）；“延长”的氢键（超分子溶剂）不适合高温高压合成（缺点）（如碳化物和氮化物的高温高压合成）SeminarⅠ无机纳米材料合成中的应用总结[13-27]纳米多孔材料Dai等[emim][Tf2N]TMOSsel-gelSiO2气凝胶[13]Zhou等[C16min][Cl]na

4、nocas.Tech.层状超微孔SiO2[14]Zhou等[Bmim][BF4]nanocas.Tech.蠕虫状超微孔SiO2[15]纳米粒子或中空球纳米粒子Ir[16,17]、Rh[17]、Pd[18,19]、Au&Pt[20]等Itoh等调变IL阴离子Au的光学性质[21]Zhou等[Bmim][BF4]TiO2锐钛矿(2-3nm)海绵体(70-100nm)[22,23]一维纳米粒子Zhu等[BuPy][BF4]微波加热Te纳米棒和纳米线[24][Bmim][BF4]微波加热ZnO花状和针状[25]Cao等[C2

5、OHmim][Cl]微波加热ZnO纳米片[26]SeminarⅠ典型的无机纳米材料以离子液体为模板剂采用纳米铸造技术合成超微孔SiO2[15]模板剂:[C4mim]+BF4-Sol-gel前躯体：TMOS合成路线：mixed+HClmethanolremovaledgelationextrating(acetonitrile)TEM:diam.2.5nmthickn.2.5-3.1nm图2.超微孔SiO2的TEMNanoLett.,2004,4(3):477SeminarⅠ典型例子之一图3.氢键与л-л堆垛共同作用的

6、自组装机理三种作用力Si–O-H……[BF]-H键[BF]-……[C4mim]+CF[C4mim]+…[C4mim]+л-л堆垛Diam.(IL)1.2nmDiam.(pore)2.5nmIR证实[BF]-[(CF3SO2)2N]-:孔分布变宽NanoLett.,2004,4(3):477SeminarⅠ典型例子之一基于咪唑阳离子调变阴离子的方法合成纳米金粒子[21]合成路线：1NaBH4+HAuCl4（1）mixed2filtered(removefree1andions)TEM:aver.diam.=5.0nmU

7、V:526nmFT-IR:1589cm-（C=C)TG&EA10%图5.添加HPF6前[(a)]后[(b)]的TEM图4.典型反应示意图J.Am.Chem.Soc.,2004,126(10):3026SeminarⅠ典型例子之二阴离子改变对纳米金粒子的影响HI:539nmHPF6:682nm（Cl-:526nm)亲水:Cl-、Br-、BF4-憎水：I-、PF6-图6.A添加aHCl、bHBr、cHBF4、dHI、HPF6溶液的照片；Ba、d、e的UV吸收谱图J.Am.Chem.Soc.,2004,126(10):30

8、26SeminarⅠ典型例子之二离子液体中微波辅助的Te纳米棒和纳米线的合成[24]创新：结合了离子液体和微波加热的优点特点：快速、高效、无模板剂、绿色图7.合成Te纳米棒（线）的典型反应示意图Angew.Chem.Int.Ed.,2004,43:1410SeminarⅠ典型例子之三制备程序、合成温度、加热方式、合成时间、溶剂等对纳米材料合成的