介孔硅胶包载纳米离子液体：合成、表征和性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 张娟 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2008-12-17 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 邓友全 |
| 关键词 | 离子液体 纳米 限阈 复合材料 性能 拉曼光谱 荧光 吸附 ionic liquid nano confinement composite material properties Raman spectra fluorescence adsorption |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 室温离子液体一般是由特定的体积相对较大的结构不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子构成的，在室温或接近于室温下呈液态的物质。研究表明，与传统的固体或者液体材料相比，离子液体往往能够展现出独特的物理化学性质。其中，极低的蒸汽压和较高的热稳定性使得离子液体的固载化和纳米化易于实现，从而可以得到所谓的“纳米限阈离子液体”。与体相状态相比，纳米限阈离子液体极有可能表现出不同的、甚至更为独特的物理化学性质。 本论文主要以溶胶-凝胶一步合成的方法制备了一系列介孔硅胶包载“纳米离子液体”复合体系。首先对介孔硅胶基质的孔结构进行了详细的表征，确定了离子液体在介孔硅胶孔道中的纳米聚集尺度；其次，采用一系列技术手段，对介孔硅胶包载纳米离子液体的热学性质、振动构象、发光性能、CO2 气体和噻吩选择吸附溶解性能以及相比体相离子液体和硅胶浸渍离子液体（IL/sg）所产生的变化进行了系统的表征和研究。主要结果如下： 1. 采用溶胶-凝胶一步合成的方法，成功得到了介孔硅胶物理包载离子液体纳米复合体系(IL-sg)。离子液体担载量为5-60 wt%。离子液体的种类和担载量不同，所得到的硅胶包载离子液体纳米复合体系具有不同的外观形貌。BET 表征结果表明，硅胶基质的孔径、孔容和比表面分别为2-12 nm、0.4-1.3 cm3/g 和300-800 m2/g，表明离子液体以纳米尺度聚集于硅胶孔道中。离子液体担载量、离子液体中阴离子的组成和结构对硅胶的孔径结构、尺寸大小以及热稳定性都具有显著的影响。 2. 采用差示扫描量热分析和气相色谱的方法，通过与纯离子液体和IL/sg 对比发现，包载后离子液体的热学性质发生了显著变化。离子液体的玻璃态、固态到液态的相转变均消失，液晶离子液体在硅胶孔道中的液晶行为也消失。DSC比热测定结果表明，离子液体包载于介孔硅胶后，其比热显著下降，最小可降至纯离子液体的1/5。气相色谱测定结果显示包载后离子液体对溶质的作用力显著增强。 3. 傅立叶红外和温度原位激光拉曼光谱对介孔硅胶包载纳米离子液体的振动构象的表征结果表明，包载后离子液体的拉曼光谱类似于体相离子液体处于混乱度较高的液态或者近晶相态，表明包载后的离子液体的分子振动构象处于无序状态。1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体在介孔硅胶孔道中是以侧链烷基的GA 和AA 两种构象共同存在的平衡体系。 4. 介孔硅胶包载二氰胺离子液体的稳态荧光光谱研究结果表明，二氰胺离子液体在介孔硅胶孔道中的荧光发射光谱相比于体相离子液体发生了明显的变化，荧光发射的强度显著增强，最大发射光谱的强度比体相离子液体高40-100倍。荧光发射的强度与离子液体的担载量存在着密切的关系。 5. 原位掺杂Eu3+的纳米复合体系Eu3+/BMImN(CN)2-sg 显著增强的红光发射，以及IL-sg 对CO2 气体、噻吩的可逆选择吸附性能的研究表明，IL-sg 作为一种新型的纳米复合材料，在荧光发射、CO2 选择吸附和模拟油品脱硫等领域显示均出潜在的科学意义和应用价值。 |
| 学科主题 | 离子液体化学 |
| 公开日期 | 2013-04-26 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2941]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_绿色化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张娟. 介孔硅胶包载纳米离子液体：合成、表征和性能[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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