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纳米材料的颗粒大小和微观结构是决定材料性质的重要因素之一,现今纳米材料的应用技术已经涉及到人类生活乃至社会进步的方方面面,因此为了使纳米材料能更好地为我们所用,对尺寸均一且形貌可控的纳米材料制备技术的研究就显得尤为重要。离子液体是近年发展起来的一类特殊的化学品,在许多有机合成反应中作为绿色溶剂和助溶剂的优良特性已经被广为熟知,同时离子液体也可以作为反应物质参与到反应中去,起到良好的效果。另外由于离子液体在结构上与表面活性剂非常类似,单一离子液体特别是长链离子液体及其复配体系可以在溶液中聚集形成球形胶束、棒状胶束以及囊泡等特殊的微观结构。本文以离子液体的应用为背景,将咪唑类离子液体应用于金属及金属化合物半导体纳米材料的合成,并探讨该种离子液体在材料尺寸及形貌控制方面所起的作用。
采用紫外光照射法制备了咪唑类离子液体稳定的金纳米复合物。实验结果表明,该纳米复合物的粒径会随着离子液体[C12MIM][Br]浓度的增加而减小,且[C12MIM][Br]对制得的Au纳米颗粒尺寸的影响在其临界胶束浓度前后有比较明显的差别;此外,利用咪唑类离子液体与阴表面活性剂复配形成的溶致液晶为模板,制得了颗粒尺寸较小的Au纳米颗粒。研究结果也表明,咪唑类离子液体在纳米材料合成中不仅能起到稳定剂的作用,还可以作为结构导向剂诱导Au纳米颗粒的聚集方式发生改变。
此外我们把咪唑类离子液体作为晶体生长控制剂,通过改变离子液体的浓度及反应条件,水热合成了尺寸可控的纳米氧化锌三重自组装空心球壳。这些氧化锌空心球壳是由氧化锌纳米棒形成的花状氧化锌联接而成,具有低密度、高比表面、光致发光的特性,尤其是球的空腔可容纳大量的客体分子,所以在填充材料、药物传输、光子晶体、催化等领域具有广阔的潜在应用价值。
利用油溶性咪唑类离子液体所形成的油包水型微乳液体系,通过化学沉淀法制得了ZnS纳米颗粒,并发现其颗粒尺寸随着水相的增加而呈先减小后增大的趋势;同时也利用微波合成法在水溶性咪唑类离子液体中制得了ZnS纳米颗粒,并对其形成机理进行了探讨。