离子液体辅助合成功能纳米材料的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:wuweijie2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无机纳米材料具有迥异于本体材料的独特物理化学性质,因而受到了人们的广泛关注。无机纳米材料的性质依赖于它的尺寸和形貌,因此制备尺寸和形貌可控的无机纳米材料已成为目前科学研究的热点。离子液体作为一种新兴的绿色溶剂,具有很多特殊的功能。利用离子液体可以合成出新型的或者具有特殊性能的无机纳米材料,为纳米材料的制备开辟了一条新的途径。然而,离子液体中无机纳米材料的生长机制和制得材料的性能研究还处于初级阶段。鉴于此,本论文通过离子液体辅助合成法制备了氧化锌(ZnO)纳米材料和碳纳米管/铂(CNTs/Pt)复合材料,用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和荧光光度计(PL)等对样品进行了分析和表征。深入研究了离子液体中无机纳米材料的生长机制以及所制得材料的性能,阐明了离子液体中无机纳米材料的生长机制以及所获得无机纳米材料性能的优越性。本论文的具体内容如下:第一章简要介绍了纳米材料的特性和制备方法,同时介绍了离子液体的结构与特性以及其在无机纳米材料合成中的应用。在此基础上提出了本课题的研究目的及内容。第二章研究了微波辅助加热法在离子液体前驱体四丁基氢氧化铵(TBAH)由快速合成ZnO纳米材料,合成出多种新颖的ZnO纳米材料。反应体系简单,TBAH同时具有溶剂,微波吸收剂,反应物和“形状控制剂”的作用。考察了锌盐的浓度,锌盐的种类以及离子液体中含水量等参数对所制ZnO材料的影响。所合成的典型的ZnO形貌是小颗粒构成的ZnO纳米微球,通过控制合成条件还可以获得ZnO花状颗粒,纳米片以及纳米片聚集体等。通过对生长机制的研究,我们发现所制得的ZnO纳米材料是基于初生的ZnO纳米颗粒的自组装而形成的。对所合成的ZnO纳米材料的室温荧光光谱性质研究发现其在575nm处有一个宽的绿色荧光峰,表明所合成的ZnO结构中存在大量氧缺陷;对所合成的ZnO纳米材料的光催化活性研究,发现该材料可以有效的光催化降解染料分子罗丹明B,因而我们所制得的Zn0纳米材料在光催化降解领域具有广阔的应用前景。第三章研究了多种离子液体前驱体(四丁基氢氧化铵,TBAH;四乙基氢氧化铵,TEAH;四甲基氢氧化铵,TMAH;苄基三甲基氢氧化铵,BTMAH)中锌片上ZnO纳米阵列结构的构筑,合成出六棱柱结构的ZnO纳米棒、刺猬状ZnO微球和片状结构ZnO颗粒。考察了离子液体种类和浓度对产物形貌的影响,发现离子液体的种类对所获得的氧化锌纳米阵列具有重要的影响。通过对生长机制的研究发现不同离子液体对ZnO形貌的影响是由于离子液体的分子结构不同导致离子液体阳离子与ZnO初生颗粒的静电作用力不同的结果。鉴于基底上构筑无机纳米阵列往往是构筑纳米器件的必备过程,我们利用离子液体前驱体在锌片上成功构筑出多种氧化锌纳米阵列,该类阵列为新型氧化锌纳米器件的发展打下了基础。第四章研究了以抗坏血酸(AA)为还原剂,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]C1)离子液体辅助合成碳纳米管(CNT)复合材料的有效途径,成功制备出CNTs/Pt纳米复合材料。考察了离子液体的浓度、铂盐的浓度对所合成的CNTs/Pt复合材料的形貌的影响,主要阐明金属铂颗粒与碳纳米管复合的最佳条件。研究发现,离子液体的浓度对Pt颗粒的尺度及其在CNTs的分布具有重要的影响,Pt颗粒的尺度随离子液体浓度的增加而减小。根据实验结果,我们提出了离子液体与CNTs之间的π-π相互作用是金属铂颗粒与碳纳米管之间的复合机制。循环伏安研究发现所制得的CNTs/Pt复合材料对K3Fe(CN)6具有较高的电化学响应信号,并且电催化活性随碳纳米管复合材料中的Pt颗粒的尺度减小而增大。此外,所得CNTs/Pt复合材料可以有效催化甲醇的氧化过程。此合成方法简单,不需要额外的添加剂,因而具有广阔的应用前景。第五章总结了本论文的结论,并概述了本论文的创新点与不足。
其他文献
在能源危机的大背景下,研究中央空调系统的节能控制具有重要的现实和经济意义。中央空调是一个多部件、非线性、大滞后的系统,其具有不易进行系统建模、不易控制等特点。目前对
本文以广告中的“定位”理论为研究出发点,分析了太太口服液在营销中的“角色定位”发展以及现阶段在“角色定位”中出现的问题。提出深刻挖掘产品文化内涵是“角色定位”成
生产调度就是在一定的时间内,进行可用共享资源的分配和加工任务的排序,以满足某个或某些特定的生产指标。有效的调度方法和优化技术的研究与应用,是实现先进制造和提高生产效率
双目立体视觉作为计算机视觉领域的一个重要分支,一直是被研究的焦点之所在。双目立体视觉所采用的原理是对人的视觉对于物象进行处理的模仿,通过两个不同的视觉切入点对相同的
本文依据毽球项目现阶段的发展和功能,结合毽球运动在我国的历史渊源和文化根基,增强对民族项目的自豪感和荣誉感,并在体育全球化发展的过程中为民族体育的推动与发展建立基
随着科学与技术的发展,通用塑料在某些领域已满足不了社会发展的需求。近年来,工程塑料得到了广泛的应用,作为第六大工程塑料的聚苯硫醚(PPS)也得到了高度的关注,PPS具有优良的热
聚苯硫醚(PPS)、尼龙6(PA6)和尼龙66(PA66)都是性能比较优良的工程塑料,但PPS的脆性和PA的低刚性、低耐热限制了两者的应用领域。用PA66或PA6等结晶聚合物增韧可以在提高聚苯
1问题的提出.学习兴趣是激发学习动力、提升学习效率的重要因素.从生理学的角度上看,学习兴趣可以使人的感官和大脑时刻处于异常兴奋和活跃的状态,能够在一定程度提高学生的
信息化仍然是这个时代跃动的脉搏。计算机、互联网、移动通信、软件等现代信息技术和产品的应用推广,不仅极大地提高了企业的生产效率、市场应变能力,而且推动了企业的流程改造
镁离子螯合酶是植物叶绿素生物合成途径分支的第一个酶,在依赖ATP的条件下催化将Mg2+插入原卟啉Ⅸ形成镁原卟啉Ⅸ。它至少由三个亚基组成,分别是I亚基(40-45k Da)、D亚基(70-