咪唑類離子液體穩(wěn)定的納米金的制備、組裝及應(yīng)用.pdf

1、由于貴金屬納米材料、特別是納米金具有眾多極為優(yōu)異的性質(zhì)，因此在催化、傳感器、電子學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)等諸多領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景，一直以來都是研究熱點之一。納米金的性質(zhì)與其尺寸及形貌緊密相關(guān)，因此可控制備各種形貌的金納米粒子是一個主要的研究方向。離子液體又稱“熔融鹽”，是由陰陽離子構(gòu)成的熔點低于100℃的鹽，自從發(fā)現(xiàn)之日就作為一種綠色溶劑被寄予厚望，同時也為納米材料的制備提供了新的契機。但是與傳統(tǒng)制備體系相比，目前對離子液體體系制備納米材

2、料的研究還不夠深入。本論文從膠體與界面化學(xué)的角度出發(fā)，以咪唑類離子液體為包覆劑制備了各種形貌的納米金，研究了球形納米金在氣/液界面的組裝行為，并將得到的納米金作為基底，檢驗了其SERS增強活性。全文共分為以下六部分內(nèi)容：
　　 第一部分，首先簡要介紹了納米金及其應(yīng)用，然后總結(jié)了各種形貌的納米金的研究進展，之后對離子液體進行了簡單的介紹，最后對離子液體在納米材料制備中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。
　　 第二部分，首先研究了長鏈離

3、子液體C16mimBr在氣液界面上形成的Langmuir單層膜，發(fā)現(xiàn)這種單層膜穩(wěn)定性很高，可作為模板用于納米材料的制備。在此單層膜的誘導(dǎo)下，通過界面反應(yīng)制備了微米級的金納米片。通過對TEM和HRTEM結(jié)果的分析，確定了納米片各個表面的晶面歸屬，并通過SAED圖譜研究了納米片的結(jié)晶性，通過SEM確定了納米片的厚度。通過對實驗結(jié)果的分析，利用融合生長機理對微米級納米片的形成做了解釋。最后通過對比試驗，明確了成膜物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和表面壓對產(chǎn)物形

4、貌的影響。
　　 第三部分，以C12mimBr為保護劑，通過晶種法制備了尺寸均一金納米棒，并通過形貌誘導(dǎo)劑的選擇調(diào)控了納米棒的長徑比。結(jié)合文獻報道和HRTEM圖像分析，明確了納米棒的結(jié)構(gòu)。催化實驗表明，活性離子液體包覆的納米金對硝基化合物的還原具有很高的催化活性。通過分子動力學(xué)模擬的方法計算了包覆劑分子與金表面之間的相互作用能，并結(jié)合計算的結(jié)果對實驗結(jié)果進行了解釋。
　　 第四部分，首先合成了一種功能化的離子液體([ca

5、mphorC2mim]Cl)，然后在這種離子液體的輔助下，利用一種簡單的方法在氣/液界面上制備了二維枝狀金納米結(jié)構(gòu)。詳細(xì)討論了離子液體在枝狀納米結(jié)構(gòu)形成過程中的作用，并研究了離子液體與氯金酸之間的摩爾比及濃度對產(chǎn)物形貌的影響。所得到的枝狀金納米結(jié)構(gòu)具有很強的SERS增強活性，可用于高活性SERS基底的構(gòu)筑。
　　 第五部分，通過電化置換的方法，以[camphorC2mim]Cl離子液體為添加劑，在乙醇和水的混合溶劑中成功制備了三

6、維枝狀金納米結(jié)構(gòu)，詳細(xì)研究了金屬基底、乙醇/水摩爾比、金鹽前軀體和添加劑對產(chǎn)物形貌的影響。通過對HRTEM和SAED的分析，明確了枝狀金納米結(jié)構(gòu)的生長方向。SERS實驗表明，所得到的枝狀金納米結(jié)構(gòu)同樣具有很強的SERS增強活性。
　　 第六部分，合成了一種咪唑基手性離子液體([C16hmim]Br)，通過兩相合成法制備了手性離子液體包覆的金納米粒子，并研究了其在氣液界面上的自組裝行為；通過一系列的對比實驗，討論了保護劑的分子結(jié)構(gòu)