锐钛矿型TiO_2纳米管的离子液体辅助水热合成及紫外光催化活性

在离子液体[Bmim]OH辅助的水热条件下合成了结晶度较好的偏钛酸纳米管,经470℃煅烧2 h,可转变为锐钛矿型TiO2纳米管.对产物的物相、形貌和比表面积等进行了表征.结果表明,锐钛矿型TiO2纳米管的比表面积约为355 m2/g,主孔径约为25 nm.锐钛矿型TiO2纳米管和偏钛酸纳米管均呈现出明显的紫外光催化降解对氯苯酚的活性,锐钛矿型TiO2纳米管的降解效率约为44%(1 h).离子液体的加入不仅可扩大水热合成的温度范围,且有助于提高偏钛酸纳米管的结晶度.     

新型乙醇胺型离子液体的合成与表征

由乙醇胺,二乙醇胺和三乙醇胺提供阳离子,由有机酸(甲酸,乙酸和丙酸)提供阴离子,合成了8种新型乙醇胺型离子液体,其结构经1H NMR,IR和元素分析表征.熔点、电导率等测定结果表明,他们均具有离子液体的特征.     

新型含苯环酸性离子液体的合成

以1H-咪唑-1-乙酸甲酯和间二溴苄为原料,经烷基化和离子交换反应合成了一种新型的含苯环酸性离子液体(IL2)。以IL2为母体,与酸进行阴离子交换,制备了三种分别含有硫酸根,磷酸根及对甲苯磺酸根离子的酸性离子液体(IL2a~IL2c),其结构经1H NMR,13C NMR,FT-IR和元素分析表征。并用TGA研究了IL2a~IL2c的热稳定性。结果表明,IL2a~IL2c的初始分解温度分别为568.5 K,573.5 K和570.5 K。     

三维钒氧化合物的水热合成与表征

利用水热合成的方法,制备了三维钒氧化合物H3V3O9,X射线衍射实验确定了其结构,结果显示,晶体为单斜晶系,P1空间群,晶胞参数为a=4.9980(10)nm,b=8.4188(17)nm,c=7.8614(16)nm,α=90.00°,β=96.40(3)°,γ=90.00°,Z=328.72(11),D=2.999,F(000)=282,R1=0.023 0,wR2=0.0678.通过IR光谱和热重分析对化合物进行了表征.     

手性离子液体的合成

过去十多年来,由于具有较高的热化学稳定性和溶解性、低毒、低挥发、不可燃、可循环等特点,离子液体(IL)引起了许多研究者的关注.手性离子液体(CIL)作为一种特殊的离子液体具有特性,除了能用于手性鉴别、外消旋化合物的选择性拆分及手性固定相等方面,还可以作为溶剂或催化剂应用于不对称有机合成中.综述了近五年来咪唑盐类、吡啶盐类、噻唑盐类、季铵盐和铵盐类及其它盐类手性离子液体的新进展.     

手性离子液体的合成

近年来,研究者对室温离子液体极为关注,因为这些离子液体可以作为潜在的替代试剂用于有机合成、提取与分离、电化学和材料科学等方面。在离子液体中,手性离子液体由于可用在手性识别、不对称合成、消旋体的拆分、立体选择聚合、气相色谱、NMR位移试剂和液晶等方面而受到特别注意。尽管手性离子液体由于合成困难和费用昂贵而限制了其广泛应用,但其在不对称合成中可作为手性诱导物的应用前景促使研究者不断地去开发新型的手性离子液体。手性离子液体的制备既可以使用手性源（如氨基酸、胺、氮基醇以及生物碱类）,也可以利用不对称合成的手段,其所具有的手性可位于分子的中心、轴或者平面上。本文综述了手性离子液体合成的最新进展,并按照阴离子或阳离子的种类将其分为咪唑类、吡啶类、铵类和噻唑啉盐类,同时简要介绍了一些新的合成技术。     

一类新型酯类离子液体的合成

以氯乙酸乙酯和氮杂环化合物(1-甲基咪唑、吡啶、N-乙基哌啶、N-甲基吗啉)为原料, 采用两步法合成了一类新型的酯类离子液体, 对合成的12个化合物进行了元素分析, ¹H NMR谱和一些物理性质的测定. 大多数化合物的熔点低于100 ℃, 为室温离子液体. 所合成离子液体的热稳定范围都比较宽, 性质稳定.     

反应型离子液体辅助合成钒酸铁介孔纳米棒及其增强可见光光催化活性

近年来,环境污染与能源短缺已经成为人类需解决的问题,因此新型绿色能源的开发显得尤为重要.在众多新型能源当中,太阳能由于其安全无害、无二次污染、应用前景广泛等优点而备受关注.半导体光催化技术作为一项可以直接将太阳能转化为化学能的新兴技术,可以有效地利用太阳光实现环境治理和能源转化的目的,已被应用于光催化分解水、光催化合成氨、光催化二氧化碳还原以及光催化降解有机污染物等不同研究领域.然而传统的光催化剂材料TiO_2对太阳光的利用效率较低,大大限制了光催化技术的广泛应用.因此,研发新型高效光催化半导体材料成为人们的研究热点.相比于普通的体材料,低维和小尺寸纳米材料往往具备更为优良的物化特性.一维尺寸的三元钒酸盐材料作为一类极具前景的多功能纳米材料,在光学设备、光催化降解、电极材料以及电化学传感器等诸多领域都具有广泛应用.其中,钒酸铁材料作为钒酸盐系列中的一员,其有着合适的带隙且能响应可见光,是一种具有研究前景的光催化材料.三斜相的钒酸铁具有层状结构,这有利于光生载流子在层间进行有效的分离和迁移,从而提高光催化降解性能.同时,离子液体作为一种结构高度可调的绿色有机盐,在微纳米材料的可控制备方面起着关键作用.本文选取1-辛基-3-甲基咪唑氯盐作为反应铁源,利用离子液体辅助溶剂热法合成了钒酸铁前驱体材料FeVO_4·1.1H_2O.通过调控煅烧温度,可控制备了尺寸均一的介孔钒酸铁纳米棒材料.同时,选取无机盐氯化铁作反应铁源制备了钒酸铁纳米棒作为对比.根据X射线粉末衍射图谱可知,当煅烧温度升到400°C时,前驱体材料的晶相转变为过渡相;当煅烧温度升到500°C时,出现了清晰的归属于钒酸铁的特征衍射峰,表明钒酸铁结构形成.从扫描电镜图可以清楚地观察到所制备的前驱体材料为结构均一且表面光滑的纳米棒结构,其长度为2–3μm.经过煅烧处理后,在钒酸铁纳米棒表面形成孔径为5–20 nm的介孔结构,这可能是由于煅烧过程中前驱体材料发生脱水重结晶.结合X射线衍射图谱,确定了介孔钒酸铁纳米棒的形成过程.此外,通过氮气吸附-脱附等温线得到了介孔钒酸铁材料的比表面积.在光催化降解过程中,大的催化剂比表面积可以为反应基质提供充分的吸附位点和反应活性位点,从而有利于提高光催化反应活性.选取抗生素四环素作为目标污染物分别考察了在无机盐(FeVO_4-FC)和离子液体(FeVO_4-IL)条件下制备的钒酸铁材料的催化性能.其中,四环素的自降解作用可以忽略.在加入H_2O_2光照120 min后,FeVO_4-IL表现出比Fe VO_4-FC更高的光催化性能.此外,采用染料罗丹明B进一步确定所制备材料的光催化性能.结果表明,在相同的光照时间后,FeVO_4-IL有着更高的催化降解活性.对介孔纳米棒进行了稳定性测试,在四次循环后,未发现其光催化活性有明显降低,其结构也保持不变.电化学阻抗测试结果显示,相比于FeVO_4-FC材料,FeVO_4-IL有着更小的阻值,表明离子液体可控合成的介孔纳米棒材料更有利于光生电荷的传输,从而增强了光催化降解活性.基于一系列表征结果,我们提出了多孔钒酸铁纳米棒可能的光催化降解机制.     

纺锤形BiVO_4微米管:低温离子熔盐合成及光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4VO_3为原料,以氯化胆碱和尿素组成的低温离子熔盐为反应介质,采用离子热合成法成功制备出了具有纺锤状外形的BiVO_4微米管。利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,光催化测试等手段考察了BiVO_4颗粒的物相、形貌和光催化性能。结果表明,在离子熔盐环境下可以制备出结晶良好的BiVO_4纺锤形微米管,该BiVO_4微米管长10～15μm,直径为1.5μm左右,管壁厚约为200 nm。同时,研究了pH值对BiVO_4颗粒物相与形貌的影响,发现随着pH值的变化可分别合成出具有柱状、纺锤形微米管、柱状微米管和针柱状单斜相BiVO_4颗粒。光催化测试结果表明,这些单斜白钨矿BiVO_4颗粒在可见光范围都具有一定的光催化活性,其中纺锤状微米管对罗丹明B的降解效果最佳,可见光照射4.5h后罗丹明B的降解率可达到93%。     

含有两个质子酸性位的功能化离子液体的合成

首次合成了含有羧酸基团和HSO4-(或H2PO4-)阴离子的具有两个质子酸性位的功能化离子液体,其结构经TG,1H NMR,13C NMR,IR和元素分析表征。     

Na2ZnSiO4的中温水热合成和离子导电性质研究

Ｎａ_２ＺｎＳｉＯ_４的中温水热合成和离子导电性质研究崔得良，傅戈妍，庞广生，徐秀廷，冯守华，徐如人（吉林大学无机水热合成开放研究实验室，长春，１３００２３）关键词水热合成，硅酸锌钠，离子导体在硅酸盐中，人们已得到了如特种玻璃［１］、微孔晶体［２］“及...     

NaSn2(PO4)3的水热合成与结构性能研究

应用水热合成技术制备了具有NASICON型结构的NaSn₂(PO₄)₃离子导体.研究了其结构与电导性能.结果表明,水热合成制备NaSn₂(PO₄)₃离子导体化合物,是一条新的途径,它比传统的高温固相反应方法更加方便有效,尤其容易获得较纯的物相及单晶,并且水热晶化产物与固相反应产物具有相同的结构和性能.     

含有Zn4O4簇的开放骨架结构磷酸锌的水热合成与表征

在水热体系中,以1,4-丁二胺为模板剂制备了Zn5(PO4)4·H3N(CH2)4NH3单晶,单晶结构分析表明,该化合物属正交晶系,Pnma空间群,晶胞参数a=1.83440(6)nm,b=1.33034(4)nm,c=0.74497(2)nm,β=90°,V=1.81801(9)nm3,Z=4,Dc=2.912Mg·m-3,最终因子R1=0.0309,wR2=0.0804[I>2σ(I)].结构中的锌和磷均与氧形成四面体配位,该化合物中含有Zn4O4簇,Zn4O4簇与PO4四面体相连,形成了篮子状亚结构基元,该亚结构基元通过氧桥以正反交替的方式相互连接成三维开放骨架结构.     

纳米铁酸锌的水热合成

利用水热合成法制备纳米铁酸锌粉体，使用XRD、TEM研究了铁酸锌晶相组成、粒度大小和形貌，并对影响合成工艺的因素如反应前驱物的pH、反应温度、反应时间与产物的关系进行系统的考察研究。结果表明：前驱物的最佳pH为11－12，反应温度为448K，反应时间为360min，可制得结晶良好、纯度高、分散性好、粒度为纳米级的ZnFe2O4粉体。     

一种新型层状磷锑酸钾的水热合成与表征

应用水热晶化法合成了一种新型磷锑酸钾，并通过ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＸＰＳ、３１ＰＭＡＳＮＭＲ、ＩＲ及组成分析对其进行了表征。结果表明：这种新化合物组成为４Ｋ２Ｏ·４Ｓｂ２Ｏ５·Ｐ２Ｏ５·８Ｈ２Ｏ，具有层状结构，层间可嵌入较大的有机胺分子，可以交换钾离子，是一种较好的主体化合物。     

Synthesis,Characterization, and Photocatalytic Activities of BiVO4 by Carbon Adsorption Hydrothermal Method

A new idea of prepared method for BiVO₄ nano-powders hydrothermal synthesis process was developed to avert the existent shortcomings of hydrothermal method. The thermal stability, phase structure, light absorption property, and morphology of the catalyst prepared were characterized by thermogravimetric analyzer (TG), X-ray diffraction (XRD), ultraviolet visible spectrophotometer (UV/Vis), and transmission electron microscopy (TEM), respectively. Using methyl orange (MO) as the target degradation material and a 500-W dysprosium lamp as the visible light source to investigate photocatalytic performance of BiVO₄. We successfully prepared BiVO₄ powders with small particle size, less agglomeration and uniform distribution by carbon adsorption hydrothermal method, and the absorption wavelength of light was red-shifted, these all rendered the absorption capacity of visible light region enhancing with 94 % high photocatalytic degradation rate of methyl orange at 60 min. And the possible mechanism was also discussed in this study.     

花状NH4V4O10微纳米结构的水热制备及电化学嵌锂性能

通过水热法制备了花状NH4V4O10微纳米结构. 采用XRD,SEM,TEM,XPS等测试手段对样品结构、形貌和组成进行了表征. 实验结果表明,所制得的NH4V4O10花状结构是由直径约100 nm,长度为几微米的纳米带团簇而形成. 研究了反应体系中温度、时间等因素对NH4V4O10产物形貌的影响. 将制备的NH4V4O10组装成锂模拟扣式电池,考察了其电化学嵌锂性能. 研究结果显示,所制备的花状NH4V4O10具有较高的比容量（307 mAh?g-1）,有望作为锂离子电池的新型正极材料.     

Hydrothermal Synthesis and Characterization of Perovskite Oxide AgTaO3

The perovskite-type AgTaO₃ crystals were prepared by mild hydrothermal method and determined by powder X-ray diffraction. Rietveld refinement indicates that AgTaO₃ crystallized in an orthorhombic system with the space group Pcmn. The lattice parameters are a=5.5822(1) nm, b=7.8522(2) nm and c=5.5347(1) nm, with α=β=γ= 90.0o. The compound was characterized by scanning electron microscopy(SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy(HR-TEM) and UV-Vis diffuse reflectance spectrometry (UV-Vis DRS). The photocatalytic activity of AgTaO₃ powder was evaluated by the degradation of Congo red under UV-light irradiation. The result shows that the titled compound has a high photocatalytic activity at room temperature and potential application in photocatalysis.     

BaZrO3基质固体电解质的水热合成与表征

利用水热晶化法制备了BaZrO₃纯相和BaZr_1-xM_xO_3-α(M=Al,Ga,In;x≤0.20)体系固体电解质,通过XRD、SEM、IR、²⁷AlMASNMR和化学分析,对产物的物相、粒度和掺杂质进入晶格的数量进行了表征。结果表明,产物为立方钙钛矿结构,粒度为3～5μm,在0≤x≤0.20范围内,产物的金属离子比与投料比基本一致。     

氢氧化镍纳米棒的水热制备及其表征

以Ni₂SO₄·6H₂O和NaOH为原料,在水热条件下制备了氢氧化镍纳米棒.运用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,考察了水热反应温度和pH值对产物的形貌和结构的影响.结果表明,氢氧化镍纳米棒形成的最佳条件是180～200℃,pH为9～10.