新型表面活性劑型離子液體的制備及其在納米材料可控制備中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種功能材料因其具有很多用途而受到廣泛的關(guān)注，如羥基磷灰石和金屬有機(jī)框架材料。離子液體因其具有不揮發(fā)、不可燃、導(dǎo)電性強(qiáng)、蒸汽壓小、性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)許多無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物有良好的溶解性等優(yōu)點(diǎn)，在電化學(xué)、有機(jī)合成、催化、分離等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。
　　本論文在三種新型表面活性劑型離子液體合成、表征及其相關(guān)性能研究的基礎(chǔ)上，以其為模板修飾劑，替代傳統(tǒng)的表面活性劑，制備了羥基磷灰石(HA)納米線、納米棒以及中空的納米球和鈣金

2、屬有機(jī)骨架(MOFs)材料，具體內(nèi)容如下:
　　采用離子交換方法，以四丁基氯化銨和3種經(jīng)典的陰離子表面活性劑(AOT，SDS和AES)為原料，合成三種具有一定表面活性的表面活性劑型離子液體4[C4N]AOT，4[C4N]DS和4[C4N]AES，并通過(guò)核磁共振儀和質(zhì)譜儀對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果顯示三種表面活性劑型離子液體的臨界膠束濃度，分別為0.0012 mol/L，0.0024 mol/L和0.0023 mol/L，較相對(duì)應(yīng)的陰離子表

3、面活性劑的臨界膠束濃度明顯減小。通過(guò)透射電鏡(TEM)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)進(jìn)行表征，結(jié)果表明當(dāng)三種表面活性劑型離子液體濃度在超過(guò)其臨界膠束濃度（cmc）時(shí)可以形成1～3 nm的膠束溶液。進(jìn)一步，以所合成的表面活性劑型離子液體4[C4N]DS為模板劑，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH控制HA的002晶面和021晶面方向的生長(zhǎng)，成功制備了具有不同尺寸的HA納米棒和納米線。
　　以合成的離子液體4[C4N]AES為修飾劑，通過(guò)氨水分解產(chǎn)生的氨氣緩慢調(diào)

4、節(jié)體系的pH，成功完成了具有多孔結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石納米花球的制備?？疾炝薍A的形成過(guò)程（大塊薄片-納米片狀顆粒-薄片自組裝而成的中空微球）。XRD結(jié)果顯示，開(kāi)始生成的片狀產(chǎn)物是CaPO3(OH)·2H2O，然后轉(zhuǎn)變?yōu)镠A。根據(jù)氮?dú)馕矫摳綄?shí)驗(yàn)說(shuō)明其具有多孔結(jié)構(gòu)。以此微球?yàn)橹亟饘匐x子吸附劑，考察了其對(duì)重金屬Cu2+、Pb2+和Zn2+的去除情況?；ㄇ驙頗A對(duì)三種重金屬的吸附能力為:Pb2+＞Cu2+＞Zn2+。其中對(duì)Pb2+的吸附率達(dá)到99

5、.9％。另外，研究在酸性條件下pH和HA的濃度對(duì)Cu2+去除情況，結(jié)果表明隨著pH和HA的濃度增大，其對(duì)Cu2+去除的越多，當(dāng)HA的濃度達(dá)到1.2 g/L時(shí)，吸附率達(dá)到94.96％。
　　金屬有機(jī)框架因其具有較大的比表面積、很高的孔隙，孔道結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)，使其在藥物緩釋、多相催化、磁性材料、光電材料、光化學(xué)催化、氣體吸附和生物傳感等方面的應(yīng)用越來(lái)越多。以表面活性劑型離子液體4[C4N]DS為修飾劑，采用水熱法制備鈣-金屬有機(jī)骨架材料