离子液体中磁性导电纳米复合材料制备研究

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1、北京化工大学硕士学位论文离子液体中磁性导电纳米复合材料制备研究姓名：李伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：毋伟20090526摘要离子液体中磁性导电纳米复合材料制备研究核壳式纳米复合材料既能发挥纳米粒子自身的小尺寸效应、表面效应和量子效应，又融合了材料各组分本身的优点，展示了优于各组分的优异性能，因而在众多领域有着广阔的应用前景，已经成为纳米材料科学研究的重要组成部分。离子液体作为绿色溶剂，能够循环利用，减少对环境的污染，因此在离子液体中采用化学方法合成导电聚合物／磁性纳米复合材料具有一定的理论意义及应用前景。本文以N．甲基咪唑，氯代正丁烷，磷酸三甲酯等原料制备了

2、[BMIM]C1和[MMIM]dmp两种离子液体，并在以上两种离子液体及水中分别制备了Fe304纳米粒子及Fe304／PAN复合纳米粒子。重点研究了离子液体对制备纳米Fe304以及Fe304／PAN纳米复合材料的影响，旨在探索新型制备方法以获得更高性能的纳米材料。经对比取得如下结论：(1)通过TEM图片可以看出Fe304纳米粒子近似呈球形，粒径分布较窄。H20中制备的纳米粒子粒径为5．15rim略大于离子液体中制备的离子粒径。聚苯胺能够较好的包覆在纳米Fe304颗粒外层，而且在离子液体中得到的复合粒子粒径更加均匀，结构更加清晰，这表明离子液体对复合粒子有非常好的修饰作用，

3、而且不同结构种类的离子液体修饰作用不同。(2)研究发现离子液体与Fe304纳米粒子之间通过化学作用结合在一起。这种较强的相互作用使离子液体同时起到了溶剂和修饰剂的作用。北京化工大学硕士学位论文(3)离子液体中生成产物的XRD峰形窄且规则，谱图基线低且平稳，这说明离子液体的介入使Fe304与Fe304／PAN纳米粒子的晶型逐渐都趋于规整，结晶度较高。尤其是[BMIM]C!中制备的纳米复合粒子有更好的结晶度。(4)离子液体中形成的复合颗粒的导电性及磁性均优于水中形成的复合颗粒。其原因被认为是在聚合包覆过程中离子液体首先吸附在磁性颗粒表面，提高了纳米磁性颗粒的分散性，增强了纳米

4、磁性颗粒与单体的亲和力。由于离子液体具有良好的导电性，紧密结合在磁性颗粒与聚苯胺之间的离子液体提高了纳米复合颗粒的导电性。关键词：磁性纳米复合材料，导电聚合物，离子液体HABSTl认CTⅣ【AGNETICCoNDUCTINGNANoCOMPOSITESPREPAREDINIONICLIQUIDSABSTRACTNanocompositeswithcore-shellstructurenotonlyprocesssmallsizeeffect，surfaceeffectandquantum-dimensioneffect，butalsocombinetheadvatages

5、ofallingredients．T11eyhavebeenwidelyappliedinmanyfieldsandhavebecomeavitalpartinnanomaterialresearchfields．Ionicliquidshavebeenextensivelyusedinthefieldofmaterialssynthesisasagreenliquid．Thesynthesisofconductingpolymer／magneticnanocompositesinionicliquidhaveimportantvalueforapplicationand

6、theory．InthispaperFe304nanoparticlesencapsulatedinpolyanilinemicrosphereswereprepared．Ionicliquidshadbeenusedasalternativesolventstoreplacethetraditionalsolventsinordertoinvestigatetheeffectsoftheionicliquidsontheprocess．Themaincontentsofthisresearchareasfollows：(1)晰thN—Methylimidazole，bu

7、tylchloride，Methylphosphateasrowmaterials，twokindsofionicliquid[BMIM]C1and【MMIM]dmpwereIII北京化工大学硕十学位论文sucessfullyprepared．InthepresentofthistwokindsofionicliquidandpurewaterwesynthesizedFe304andFe30a／PANnanocompositesandcomparedtheirdiameters，crystalappearance，andco