材料化学实验(二)-超声辅助合成硫化铋

超声波辅助法一步合成B酸离子液体
陈勇;赵文军;高林
【期刊名称】《工业催化》
【年(卷),期】2009(017)006
【摘要】采用超声波辅助法一步合成了对水稳定性好和带-SO3H官能团的吡啶磺酸类B酸离子液体,用核磁共振(NMR)对制备的离子液体进行表征.结果表明,超声波辐射法具有操作简单、条件温和、反应时间短和收率高等优点.在超声辐射时间120 min、超声功率200 W和超声温度30 ℃条件下,离子液体收率达92%.
【总页数】3页(P27-29)
【作者】陈勇;赵文军;高林
【作者单位】中国科学院新疆理化技术研究所,新疆,乌鲁木齐,830011;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院新疆理化技术研究所,新疆,乌鲁木齐,830011;中国科学院新疆理化技术研究所,新疆,乌鲁木齐,830011
【正文语种】中文
【中图分类】O643.36;TQ426.94
【相关文献】
1.超声波辅助高锰酸钾法合成壬二酸 [J], 孙峰;尹少华
2.超声波辅助[EMIm]BF4的一步法合成及其在酯化反应中的应用 [J], 李学琴;孟宪锋;曹玲;魏玲;张宏喜
3.一步法合成N-烷基-3-甲基吡啶溴盐离子液体及性质 [J], 付东;阚侃;李鹏;黄波;杨帆
4.离子液体一步法催化合成4-乙酰胺基苯亚磺酸 [J], 梁晓通;李国兵;沈京华;张旭斌
5.微波辐射下一步法合成1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体 [J], 杨明娣;陈广美
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超声波辅助溶胶—凝胶法制ＳｎＯ纳米晶的研究２作者：刘秀琳郭英等化学世界年7期字数：3266李酽陈立青摘要：以SnCl4·5H2O和氨水为主原料，采用超声波辅助溶胶—凝胶法成功合成出了SnO2纳米晶，并讨论了制备过程中超声波作用时间、超声波的有无、烧结温度和表面活性剂等因素对纳米晶性能的影响。

样品采用XRD，TEM进行了表征。

结果表明，超声波辅助溶胶一凝胶法合成的snO2微粒呈圆球形，粒径在20nm左右，其中阴离子表面活性剂—柠檬酸对SnO2纳米晶的团聚能够起到很好的分散作用。

关键词：SnO2纳米晶：超声波辐射；表面活性剂纳米SnO2粉体，在工业上有着广泛的用途，是重要的气敏材料、陶瓷材料、电子材料和化工材料。

在陶瓷工业中SnO2用作釉料及搪瓷的不透明剂，由于其难溶于玻璃及釉料中，还可用作颜料的载体；在电工电子工业上，SnO2掺杂后具有高导电率、高透射率以及较好的化学和热稳定性等，这些性质可应用在很多技术领域，包括太阳能电池、液晶显示器、光探测器、保护涂层等；在化工方面的应用主要作为催化剂和化工原料。

纳米微粒的制备方法很多，大致可归类为气相法、液相法和固相法三大类。

对于纳米SnO2来说，常用的制备方法有微乳液法、溶胶—凝胶法、水热法、高能机械球磨法等。

其中溶胶—凝胶法由于其采用普通化工设备，流程简单，操作容易控制，环境污染少，产品性能好，在超细粉体的开发方面有旺盛的生命力，是一种很有前途的方法。

另外，超声波技术在纳米材料的合成过程中有很重要的作用，因此，本实验选择超声波辅助溶胶—凝胶法来制备SnO2纳米晶。

1 实验部分1．1原料SnCL4·5H2O(分析纯，99％)·氨水(分析纯，25％-28％)，无水乙醇(分析纯，99.7％)，AgNO3(分析纯)，聚乙二醇(PEG-400)，柠檬酸(分析纯)，盐酸(分析纯)和去离子水。

1．2纳米晶的制备将15gSnCI4·5H2O溶于100mL去离子水中作为主盐溶液，加入一定量的HCl防止水解。

超声辅助水相合成5-芳亚甲基巴比妥酸衍生物尹晓刚;吴小云;龚维;杜莹;陈卓【摘要】以蒙脱土负载路易斯酸为催化剂,超声辅助芳香醛和(硫代)巴比妥酸的缩合反应在水溶液中制备5-芳亚甲基巴比妥酸衍生物.考察催化剂种类、溶剂、反应温度、超声时间及原料物质的量的比值对产率的影响.筛选得到的最优条件为:蒙脱土负载氯化铜为催化剂,芳香醛与(硫代)巴比妥酸的物质的量比为1.2∶1.0,反应温度90℃,超声时间为8 min.在此条件下,产率87.5％～99.6％.催化剂循环使用3次,产率仍可达78.6％.%5-arylmethylene barbituric acid derivatives were prepared in aqueous solution using aromatic aldehydes and (thio) barbituric acid as starting material and Lewis acid loaded montmorillonite as catalyst under ultrasonic conditions.The effects of the catalyst species,solvent,reaction temperature,ultrasonic time and the ratio of starting material on the yields were investigated.The optimal conditions were as follows:montmorillonite supported copper chloride as catalyst,the ratio of aromatic aldehyde to (thio) barbituric acid was 1.2∶1.0,90 ℃,ultrasonic time is 8 min,yields range from 87.5％ to 99.6％.Yield is still up to 78.6 ％ after the catalyst recycled for three times.【期刊名称】《贵州师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】6页(P57-62)【关键词】超声辅助;水相反应;蒙脱土负载;5-芳亚甲基巴比妥酸【作者】尹晓刚;吴小云;龚维;杜莹;陈卓【作者单位】贵州省功能材料化学重点实验室,贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】O621.30 引言5-芳亚甲基巴比妥酸衍生物具有较好的生物活性，可以用于合成安眠镇静药物，也可作为药物抗氧剂以及多种杂环化合物的重要中间体[1-3]，其合成通常由芳香醛和(硫代)巴比妥酸经Knoevenagel缩合制备。

超声化学法制备PbS纳米立方体胡鹏;余海湖;邓金阳;陈求索;黄金山【摘要】硫化铅(PbS)是一种重要的半导体材料,其能带间隙为0.41 eV,具有较大的激子半径(18 nm),在非线性光学器件、IR探测器、显示装置、发光二极管以及太阳能光伏电池方面有很好的应用前景.本文采用超声化学法,制备了PbS纳米立方体,并对样品进行了表征.结果表明,PbS纳米晶属面心立方晶系,边长为40～60 nm,在1 728 nm处出现了激子吸收峰,在1 641 nm处出现了荧光发射峰.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2008(030)004【总页数】3页(P73-75)【关键词】硫化铅;纳米立方体;超声化学法【作者】胡鹏;余海湖;邓金阳;陈求索;黄金山【作者单位】武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TQ310 引言PbS是一种重要的直接带隙半导体材料，体块PbS的带隙宽度为0.41 eV.PbS具有相对较大的激子波尔半径(18 nm)、较强的电子-空穴对限域效应和较大的光学非线性系数，其量子束缚效应程度是其它半导体材料的数倍，是研究量子尺寸效应的典型材料[1～2].量子尺寸的PbS具有异常的三阶非线性光学特性，在光学器件如光学开关领域有重要应用[3].PbS量子点在近红外区域具有稳定、高效的发光性能，在光通讯、生物成像和红外光学探测领域具有重要的用途[4].已有采用不同方法合成PbS纳米晶的报道，例如，Lee等人[5]通过热降解有机分子制备了星形的PbS纳米结构；Wang等[6]用溶剂热法制备了树枝状和梳形的PbS纳米粒子；Wang等[7]通过室温化学途径合成出实心球形的PbS纳米粒子等. 超声波一般是指频率范围为10～106 kHz的机械波，它具有频率高、方向性好、穿透力强、能量集中等特性，现己应用到合成化学、材料科学、生物和化工等许多领域[8].本文以硝酸铅[Pb(NO3)2]、硫代乙酰胺(TAA)、硫脲为主要原料，采用超声化学法合成了PbS纳米立方体，并对产物进行了分析.1 实验部分1.1 主要化学试剂硝酸铅[Pb(NO3)2]、硫代乙酰胺(TAA)、硫脲、丙酮，以上试剂均为分析纯，购自中国医药集团上海化学试剂公司.实验中所用的水为超纯水，电阻率约为18.0MΩ·cm.1.2 样品制备将1.324 8 g (4 mmol) Pb(NO3)2加入盛有100 mL超纯水的烧瓶中，磁力搅拌至完全溶解.然后加入10 mL 30%的氨水溶液，此时上述混合溶液迅速变成深棕色胶状溶液，得到A溶液. 另外将0.3 g (4 mmol)的硫脲和0.1 g (1.3 mmol)的硫代乙酰胺(TAA)加入到盛有100 mL超纯水的烧杯中，磁力搅拌至完全溶解，得到B溶液.将B溶液迅速注入到A溶液中，将该烧瓶置入KQ2200DB型数控超声波清洗器(60 kHz，60 W/cm2)中，在25 ℃下超声30 min，最后烧瓶中的溶液变成黑色溶胶.待生成的黑色溶胶冷却至室温后，将其分别用超纯水、丙酮充分离心洗涤3次.所得产物放入真空干燥箱于50 ℃真空干燥24 h，即得硫化铅微晶. 1.3 样品测试X射线衍射谱采用日本理学Rigaku D/MX-IIIA X射线衍射仪测定，扫描速度为5(°)/min，Cu靶Kα射线(λ=0.154 178 nm).透射电镜(TEM)采用日本电器JEOL JEM-2010HT透射电子显微镜，加速电压为200 kV，产物在丙酮溶液中进行分散后，滴在铜网碳膜上制样.紫外-可见光-近红外区吸收光谱采用日本岛津Shimadzu UV-3600紫外-可见光-红外分光光度计测试.荧光光谱采用荷兰菲利普Philips PLM-100荧光分光光度计测试.2 结果与讨论2.1 实验原理采用超声化学法制备PbS纳米立方体所涉及的主要化学反应如下：硫脲水解H2O+CS(NH2)2→(NH2)2C(OH)-SHH2O+ (NH2)2C(OH)-SH→(NH2)2C(OH)2+H2S(NH2)2C(OH)2→(NH2)2C=O+H2OTAA水解H2O+CH3CSNH2→CH3C(NH2)(OH)-SHH2O+CH3C(NH2)(OH)-SH→CH3C(NH2)(OH)2+H2SCH3C(NH2)(OH)2→CH3CONH2+H2OPb2+与氨水反应Pb2++NH3·H2O→Pb(NH3)2++H2OPbS的合成Pb(OH)2+S2-→PbS+2OH-2.2 X射线衍射(XRD)图1为合成样品的XRD衍射图.在衍射图上，26.4°、30.7°、44.1°、51.9°、54.3°、64.1°、71.4°、73.2°、79.6°处分别出现衍射峰，对应于PbS立方晶系的(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)、(420)和(422)晶面，XRD 图谱与JCPDS No. 5-592卡片一致，表明产物为面心立方的硫化铅.图中可以看到衍射峰较为尖锐，可以认为产物结晶比较完整.图1 PbS纳米立方体的XRD衍射图Fig.1 XRD pattern of the PbS nano-cubic crystals2.3 透射电镜(TEM)图2为采用超声化学法合成的PbS纳米立方体的TEM图片.从图中可以看出，PbS为比较规则的立方体，大小比较均匀，边长一般在40～60 nm之间.图2左上角的图为对应的选择区电子衍射图，从图中清晰的衍射环可知，所合成的PbS 纳米立方体结构为多晶结构.衍射环分别对应于PbS的(111)、(200)、(220)、(222)和(420)晶面，与XRD的数据吻合.图2 PbS纳米立方体结构的TEM图，左上图为电子衍射图Fig.2 A TEM image of the PbS nano-cubic crystals. The inset shows the ED pattern of the PbS nano-cubic crystals2.4 紫外-可见光-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)图3为PbS纳米立方体的紫外-可见光-近红外吸收光谱图.从图中可以看出，PbS 纳米立方体在1 728 nm处出现激子吸收峰，相对于体相PbS材料的特征吸收峰(3 200 nm)[9]，吸收峰蓝移了1 472 nm.禁带宽度(带隙)由于粒子粒径的减小而增大，使得吸收峰向短波长方向移动，出现明显蓝移，呈现出较强的量子尺寸效应.半导体体相材料的激子吸收峰在室温下通常观察不到，而随着颗粒尺寸的减小，电子行为受到量子限域效应的影响，其激子吸收峰的强度增强，因此可以观察到激子吸收峰.图3 PbS纳米立方体紫外-可见光-近红外吸收光谱图Fig.3 UV-Vis-NIR absorption spectra of the PbS nano-cubic crystals2.5 荧光光谱(PL)图4为PbS纳米立方体的荧光光谱图.采用532 nm的绿色激光激发PbS纳米立方体，可以发现在近红外区1 641 nm处出现发射峰，属于PbS纳米晶的带间发射，对应于导带底-价带顶的电子跃迁发射，激发态的电子通过无辐射跃迁驰豫到导带底，然后以辐射跃迁的形式回到价带顶.由于纳米颗粒的电子行为受到强烈空间限域效应的影响，出现了分立的电子能级，部分处于激发态的电子驰豫到该能级后以辐射跃迁的形式回到价带顶，为本征跃迁，荧光发射为本征发光.图4 PbS纳米立方体的荧光光谱图Fig.4 PL spectra of the PbS nano-cubic crystals3 结语采用超声化学合成法可以合成PbS纳米立方体.X射线衍射图谱显示PbS纳米立方体属于面心立方晶系.透射电镜图显示，PbS晶体为比较规则的立方体结构，大小比较均匀，边长一般在40～60 nm之间.紫外-可见光-近红外吸收光谱显示，在1 728 nm处出现激子吸收峰，呈现出明显的量子尺寸效应.荧光光谱显示，用532 nm的绿色激光激发，PbS纳米立方体结构在近红外区1 641 nm处出现荧光发射峰.参考文献:[1]Machol J L，Wise F W，Patel R C，et al.Vibronicquantum beats in PbS microcrystallites[J].Phys Rev B，1993，2819-2822.[2]Wang Y L，Jiang X C，Herricks T，et al.Single crystalline nanowires of lead:large-scale synthesis，mechanistic studies，and transport measurements[J].J Phys Chem B，2004，108:8631-8640.[3]Kane R S，Cohen R E，Silbey R.Theoretical study of the electronic of PbS nanoclusters[J].J Phys Chem，1996，100:7928-7932.[4]Mcdonald S A，Konstantatos G，Zhang S，et al.Solution-processed PbS quantum dot infrared photodetectors and photovoltaics[J].Nature Mater，2005，4:138-142.[5]Lee S M，Jun Y W，Cho S N，et al.Single-crystalline star-shaped nanocrystals and their evolution:programming the geometry of nano-building blocks[J].J Am Chem Soc，2002，124:11244-11245.[6]Wang D B，Yu D B，Shao M W，et al.Dendritic growth of PbS crystals with different morphologies[J].J Cyrst Growth，2003，257:384-389.[7]Wang C，Zhang W X，Qian X F，et al.A room temperature chemical route to nanocrystalline PbS semiconductor[J].Mater Lett，1999，40:255-258.[8]李廷盛，尹其光.超声化学[M].北京：科学出版社，1995：25-32.[9]Wang Y L，Jiang X C，Herricks T，et al.Single crystalline nanowires of lead:large-scale synthesis，mechanistic studies，and transportmeasurements[J].J Phys Chem， B，2004，108:8631-8640.。

表面活性剂控制合成不同形貌的纳米硫化铋张琪;朱启安;孙旭峰;龚敏;张超【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2008(24)4【摘要】采用硝酸铋和硫脲为反应物,通过添加不同的表面活性剂如Triton X-100+OP-10、TX-10、Triton X-100,用回流法合成了硫化铋纳米花.所得产物用XRD、EDS、TEM、SAED、SEM以及UV-Vis进行了表征.结果表明,经85～110℃回流反应3 h,可以得到结晶良好、具有各种形貌的正交晶相的硫化铋纳米花.经计算,其晶胞参数为a=0.43934 nm,b=0.96564 nm,c=1.1185 nm.UV-Vis分析表明,硫化铋纳米花对光的吸收峰产生了蓝移,带隙能量由体相的1.3 eV增加到1.69～1.90 eV,显示出较强的量子限域效应.表面活性剂对硫化铋的形貌有重要的影响.【总页数】6页(P547-552)【作者】张琪;朱启安;孙旭峰;龚敏;张超【作者单位】湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭,411105;湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭,411105;湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭,411105;湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭,411105;湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭,411105【正文语种】中文【中图分类】O614.53+2;O613.51【相关文献】1.表面活性剂对水热合成Bi2Te3纳米结构形貌的影响 [J], 安百俊;汪元元;杜永;蔡克峰2.不同有机官能团对室温下纳米银形貌控制合成的影响 [J], 王爱丽;殷恒波;任敏;姜廷顺;周全法;蒋银花;陈康敏;周卫平3.在表面活性剂溶液中制备不同形貌的芘纳米材料 [J], 张秀娟;张晓宏;吴世康4.表面活性剂对合成纳米ZnO形貌及光致发光性能的影响研究 [J], 郭强强;王忠旭;胡梦杭;程晓琳;张依琳5.反相胶束法控制合成不同形貌半导体Ag2S纳米晶 [J], 周海成;庄京;王训;徐建;李亚栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种超声辅助合成4,4′-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的方法超声辅助合成4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的方法引言：4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)是一种重要的应用于生物医药领域的有机化合物，其具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等多种药理活性。

本文将介绍一种采用超声辅助的方法来合成4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的步骤和原理。

步骤一：原料准备首先，需要准备适量的2,6-二羟甲基苯酚和氢氧化钠，它们是合成4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的主要原料。

步骤二：超声辐照反应将准备好的2,6-二羟甲基苯酚和氢氧化钠溶液混合在一个反应容器中，并加入适量的溶剂，如水或有机溶剂。

然后，通过超声辐照来促进反应的进行。

超声波在液体中产生强烈的激励，可以提高反应速率和产物收率。

步骤三：反应监测与调控在超声辅助的反应中，应该不断监测反应的进行，例如通过取样并使用紫外-可见光谱仪来测定反应物的消耗和产物的生成情况。

如果需要，可以根据监测结果进行反应条件的调控，例如调节反应温度、溶剂体积等。

步骤四：提取与纯化当反应完成后，需要将反应溶液进行提取与纯化。

一种常用的方法是使用氯仿或醚类溶剂来提取产物，然后通过旋转蒸发或结晶来纯化产物。

步骤五：结构表征最后，在合成的4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)产物中，使用核磁共振(NMR)、红外光谱(FT-IR)等技术方法对其结构进行表征，并确定其纯度和成分。

原理：超声辅助合成4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的原理主要是超声波会通过液体中的空化现象和产生的局部高温、高压气泡破裂等机理来促进反应的进行。

超声波会在液体中产生剧烈的液体振动和物质运动，从而提高反应物之间的有效碰撞和反应速率。

超声辅助合成4,4'-亚甲基双(2,6-二羟甲基苯酚钠)的优势：1.反应速率快：超声辐照能显著提高反应速率，节约反应时间。

EDTA辅助水热法合成硫化铋晶体沈林;殷俊霞;汪朝晖;汪效祖【摘要】以Bi( NO3)3·5H2O和Na2S2O3·5H2O为原料,用乙二胺四乙酸(EDTA)辅助水热法合成了纳米或微米级的Bi2S3晶体(1),其结构、形貌和光谱性能经XRD,FE-SEM和UV-Vis表征.结果表明:溶液的pH对1的形貌有显著的影响,随着pH的增大,1由纳米棒组成的微米球逐渐转变为微米级片状结构；1出现蓝移.%Nano- or micro-scaled Bi2S3 crystals(l) were synthesized byEDTA(ethylenediamine tet-ra-acetic acid)-assisted hydrothermal method from Bi(NO3)3 ? 5H2O and Na2S2O3 ? 5H2O. The structure, topography and spectrum property of 1 were characterized by XRD, FE-SEM and UV-Vis. The results showed that the pH value of solution played a key role in the formation of 1 topography, the micro-spheres composed of nanorods transform into micro-plate structures as pH value increasing. 1 shows blue shift.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2012(020)002【总页数】4页(P231-234)【关键词】硫化铋晶体;乙二胺四乙酸;纳米材料;水热合成【作者】沈林;殷俊霞;汪朝晖;汪效祖【作者单位】南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】O614.53;O753硫属半导体材料，由于独特的物理化学性质和潜在应用价值引起了人们的广泛关注。