以離子液體為介質(zhì)的某些無機(jī)材料的制備和表征.pdf

1、作為綠色溶劑，離子液體完全由離子組成，并表現(xiàn)出許多有趣的特性，例如幾乎無蒸汽壓，無可燃性，溶解能力強(qiáng)，液程寬，熱穩(wěn)定性高。所以近年來離子液體已成功地應(yīng)用于有機(jī)合成、催化反應(yīng)、萃取分離、電化學(xué)研究等領(lǐng)域。但是，關(guān)于離子液體對無機(jī)晶體生長的影響的報道很少。因此，作為國家自然科學(xué)基金資助課題的一部分，本文研究了以咪唑類離子液體為介質(zhì)的CaCO3，SiO2和CdS材料的合成，主要內(nèi)容包括： 1.綜合文獻(xiàn)上所報道的合成方法，制備并提純了溴

2、化1-丁基-3-甲基咪唑[C4mim]Br，溴化1-芐基-3-甲基咪唑[Bzmim]Br，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽[C4mim][BF4]，1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽[C8mim][BF4]，1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽[C12mim][BF4]，1-卞基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽[Bzmim][BF4]，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[C4mim][PF6]等七種離子液體，為本文后續(xù)的研究工作奠定了基礎(chǔ)。

3、 2.通過對在上述咪唑類離子液體中制備得到的碳酸鈣樣品進(jìn)行掃描電子顯微鏡、X射線粉末衍射、傅立葉紅外光譜等的表征，發(fā)現(xiàn)離子液體對碳酸鈣晶體生長的影響不僅取決于其陽離子的結(jié)構(gòu)，而且依賴于陰離子的性質(zhì)。例如，[C4mim][BF4]的存在可導(dǎo)致1.5-13μm的CaCO3微球的形成，在[Bzmim][BF4]中則形成了3-10μm或5-15μm的CaCO3空殼球，[C4mim]Br存在時形成層狀的CaCO3晶體，在[C4mim][PF6]中

4、則導(dǎo)致立方晶體和微球CaCO3的混合物的形成。 3.由咪唑類離子液體[C4mim][BF4]、[C4mim][PF6]為溶劑制備無定形態(tài)的SiO2時，離子液體的種類、離子液體的量、膠凝時間和反應(yīng)溫度等對納米SiO2的形成有很大的影響。[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]對SiO2形態(tài)的影響差異很大，在前者中得到納米級的SiO2，而在后者中則得到平均尺寸為386.4nm的大顆粒的SiO2。加入的離子液體[C4mim]

5、[BF4]越多，得到的納米SiO2的顆粒越大。在30℃下膠凝時間越短，則得到的SiO2的顆粒越大。電子衍射圖表明，這時我們得到的SiO2均為非晶態(tài)，樣品的紅外圖譜也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。 4.將CdCl2溶于離子液體[C4mim][BF4]，[C4mim][PF6]或[C8mim][BF4]中，長時間攪拌后，再通入H2S氣體，在不同的條件(離子液體的種類、濃度、反應(yīng)溫度、攪拌和攪拌時間等)下，我們可以得到棒狀、針狀、片狀、石塊狀和不規(guī)則

6、狀的CdS晶體。若將一定量的成品CdS加入離子液體中，長時間攪拌后，可以得到片狀的CdS。 5.根據(jù)離子液體的結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率測定結(jié)果推測，在離子液體的水溶液中，其陰、陽離子的電荷以及BF4-周圍的咪唑陽離子的空間位阻效應(yīng)阻礙了Ca(BF4)2沉淀的形成。在一定條件下，Ca2+、咪唑陽離子、BF4-處在一個動態(tài)平衡中，正是這個平衡構(gòu)成了一個適宜的環(huán)境，它能夠控制CaCO3空殼球或微球的成核和生長。一旦這個環(huán)境發(fā)生了改變，例如增加或減