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高温纳米反应器-离子液体微乳液

鲁秋萍  牛亚娟  裴渊超  王键吉  
【摘要】:经典微乳液体系一般包括水或者有机溶剂,当温度升高时,其中的水或者有机溶剂将会挥发,从而破坏微乳液的结构,限制了这类体系在高温化学反应和材料制备上的应用。因此,设计高温稳定的微乳液对极端温度条件下的反应体系具有重要的意义[1, 2]。本文利用离子液体的特性,设计了一类全部由离子液体组成的微乳体系,其中硝酸乙醇胺(EOAN)作为极性离子液体相,[Cnmim][Tf2N]为非极性离子液体相,氯化N-烷基-N, N-二甲基乙醇胺[CnDMEA]Cl作为离子液体表面活性剂。利用相平衡、动态光散射(DLS)、cryo-TEM和小角X射线散射(SAXS)研究了这类微乳体系的结构特征,得到以下主要结果:1)互不相溶的EOAN和[Cnmim][Tf2N]在表面活性剂的作用下可以形成稳定透明的均相体系;2)以EOAN+[C2mim][Tf2N]+[C12DMEA]Cl为例,图1表示的是该体系的cryo-TEM图,可以看出该体系形成了类似球形的纳米聚集体,粒径大小约为20nm;3)高温SAXS结果表明,即使在170°C时,该体系仍然保持11nm左右的类球形聚集体;4)以EOAN+[C2mim][Tf2N]+[C12DMEA]Cl为反应介质,图2表示的是在该体系中,180°C条件下合成的介孔Pt材料,a和b为透射电镜图,可以看出其尺寸大约为10nm左右,和微乳液粒径一致。HRTEM图(c)和SAED图(d)表明该Pt材料具有多晶的介孔结构,其晶格间距为0.230nm。本文结果表明该类微乳液体系可以为高温下的化学反应、材料制备等过程提供理想的纳米微反应器。

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