1、1本科毕业设计开题报告应用化学CUCL晶体的生长及表征一、选题的背景与意义在研究CUCL晶体生长的过程中，由于电光CUCL晶体是低温相，只有在360以下才能稳定存在。另外，还发现在200以上，CUCL的溶液一般也不稳定。因此，要得到大尺寸、高光学质量的CUCL晶体应利用低温助溶剂或溶剂，在200以下，用溶液法来生长。这种生长方法的关键就是生长溶剂的选择。过去，人们选用的溶剂一般只有分子型无机或有机溶剂，但CUCL在这些溶剂中要么溶解度很小，要么结晶差，要么不能稳定存在。很难生长得到大尺寸、高质量的单晶体。在充分调研和一定预研基础上，发现从20世纪80年代开始出现的一类全新的溶剂离子液体，有望成
2、为一类非常好的CUCL生长溶剂。离子液体是由特定的有机正离子和无机负离子组成的液态熔盐体系。具有非挥发性、低熔点（一般200以下）、宽液程、高稳定性、高溶解力等特性。并可通过选择适当的阴离子或微调阳离子的烷基链，改变离子液体的物化性质。在20世纪90年代末开始出现研究热潮，并逐渐与传统的技术领域交叉融合，展现出其特定的物化性质及特有的功能。在有机合成、催化反应、电化学、分离提纯等方面有了很好的应用21。作为一类新出现的溶剂，对它的应用研究还方兴未艾，还有很多待开发的研究领域。这也为晶体生长提供了一种新的选择方向。最后根据离子液体结构特性和CUCL的相关性质，选择了一些卤化烷基类离子液体为生长体
3、系，研究CUCL在其中生长结晶。卤化烷基类离子液体内部有很强的库仑力，并有卤素阴离子存在，容易和亚铜离子配位。这样使得它们有可能很好的溶解CUCL。最终，选择在卤化烷基类离子液体中生长CUCL晶体。一、研究的基本内容与拟解决的主要问题根据CUCL在溶剂中的特性，选择合适的生长方法，设计晶体生长装置。优化组合溶液过饱和度、生长温区、晶体转速等工艺参数来提高晶体的质量。获得厘米尺寸高质量的CUCL晶体并进行表征。2二、研究的方法与技术路线一、研究方法文献查阅和进行实验。二、技术路线1、利用CUCL/离子液体二元体系相图，选择生长温度区间。根据溶液的特点，采用惰性气体保护下温差法、降温法来研究CUC
4、L晶体材料的生长方法、设备。2、结合晶体的生长方法，优化溶液过饱和度、生长温区、晶体转速等参数来提高晶体的质量。获得厘米尺寸高品质的CUCL晶体并进行表征。三、研究的总体安排与进度第一阶段收集并整理资料，确定选题2010年6月10月1、收集相关文献。2、按照文献设计可行的实验方案。第二阶段做实验，同时完成开题报告1、2010年10月10号开始做实验。2、2011年1月6号之前完成开题报告资料。3、2011年1月6号进行开题报告。第三阶段；做实验，写论文，准备答辩。四、主要参考文献1顾浩室温离子液体的性质和应用J精细与专用化学品，2005，137110122JMLIANG,YMA,YZHENGA
5、NDHTDAVIS,LANGMUIR,2001,17,64473邓友全离子液体性质、制备与应用M中国石化出版社，2006，7，94HURLEYF,WIERTELECTRODEPOSITIONOFMETALSFROMFUSEDQUATERNARYAMMONIUMSALTSJOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY,1951,98,2035HUDDLESTONJG，VISERA，REICHERTWMCHARACTERIZATIONANDCOMPARISONOFHYDROPHILICANDHYDROPHOBICROOMTEMPERATUREIONICLIQUIDINCORP
6、ORATINGTHEIMIDAZOLIUMCATIONJGREENCHEM，2001，31561646DENGY,SHIF,BENGJ,QIAOKIONICLIQUIDASAGREENCATALYTICREACTIONMEDIUMFORESTERIFICATIONSJOURNALOFMOLECULARCATALYSISACHEMICAL,2001,165133367FREEMANTLEMIONICLIQUIDSSHOWPROMISEFORCLEANSEPARATIONTECHNOLOGYJCHEMELECTROOPTICCRYSTALCRYSTALGROWTHCHARACTERIZATION1
7、2目录【摘要】10【关键词】10【ABSTRACT】11【KEYWORDS】111引言1211电光晶体的概述13111电光晶体的发展史13112电光晶体的应用1312离子液体的概述16121离子液体的发展史13122离子液体的应用1313研究的意义与依据1614有关研究的最新成果、动态1615研究路线及技术方案162实验部分1721实验药品与试剂1722实验仪器与设备1823实验原理18231紫外可见分光光度计原理18232红外光谱原理18233热重与差热分析原理19234X射线粉末衍射原理2024实验过程20241CUCL原料提纯20242CUCL溶解度曲线的测定21243氧气对溶液形态的影
8、响21244水分对溶液状态的影响21245晶体生长装置的设计2125晶体生长203晶体表征错误未定义书签。31晶体照片和红外光谱2532热重与差热分析2533X射线粉末衍射254结论27参考文献28引言1311电光晶体的概述111电光晶体的发展史电光晶体（ELECTROOPTICALCRYSTAL），是指当晶体在外加电场的作用下，其折射率会发生改变的一类晶体。这种现象则称为电光效应。电光效应一般分为两种泡克耳斯效应（又称作线性电光效应）和克尔效应（又称二阶非线性电光效应）。泡克耳斯效应指外加电场引起的晶体折射率的变化正比于电场强度。克尔效应指外加电场引起的晶体折射率的变化正比于电场强度的平方。
9、1875年，克尔在一个平行的玻璃小盒内封着一对电极，盒内为硝基苯液体，发现了克尔效应。1893年，泡克耳斯用KDP晶体代替克尔盒，发现泡克耳斯效应。直到20世纪60年代初，研究电光材料才逐渐兴起，当时的电光材料多为无机或半导体晶体材料1，比如无机晶体铌酸锂LINBO3和半导体单晶砷化镓GAAS等。但由于当时的这些晶体其自身的固有缺陷2，如电光系数不高、介电常数和半波电压较高、单晶较脆且生长也较为困难等，限制了它们进一步的发展。在1980年，GAMASSEY等人3报导了KTP的电光性能；之后在1986年，杜邦的JDBIERLEIN和CBARWEILER两人4对当时能得到的最好的KTP晶体进行了介
10、电特性、电光常数及其与温度的关系、温度延迟系数等一系列电光性能的测试，发现其性能较好。同在80年代初，MEREDITH5首次提出极化聚合物电光材料简称电光高分子的概念，有机高分子电光材料从而成为电光材料中的研究领域之一。到现在，一些新的电光晶体也不断被发现合成，如RHSEO4、PBB407、DCNP等等。寻找性能优异的电光晶体，仍需不断探索研究。112电光晶体的应用电光晶体独特的性质，使它在科学研究和工程技术有诸多重要应用。例如用来制作电光调制器、电光开光、电光光偏转器等器件。另外，在高速摄影、光速测量、光通信和激光测距等技术中也有其重要应用。随着激光技术、光电子技术的广泛应用和深入发展，特别
11、是现代军事技术的发展，对电光器件的质量、多功能、快速等性能提出了更高的要求，使得电光晶体的研发成为研究的一大热点6。一些常见的电光晶体性质见下表。表1主要电光晶体及其性质7晶体种类居里点K折射率N0介电常数半波电压KDP型晶体KH2PO412315121765014NH4H2PO4148153159600NH4H2ASO42161413000立方钙钛矿型晶体BATIO3393240310PB3MGNB2O92652561041250SRTIO333238铁电性钙钛矿型晶体KTAXNB1XO3283231890LITAO393321762840LINBO314832286A98C5152940闪
12、锌矿型晶体ZNS2368310400GAAS3601125600CUCL200756200钨青铜型晶体SR075BA025NB2O5333231650037K3LI2NB5O15693228100330BA2NANB5O583323751172012离子液体的概述121离子液体的发展史离子液体（室温离子液体）（ROOMTEMPERATUREIONICLIQUIDS），是指在室温或接近常温时呈液态，由有机阳离子与无机或有机阴离子组成的盐。又称低温熔盐、室温熔盐。与固态物质相比较，它是液态的；与传统的液态物质相比较，它又是离子的8。第一个离子液体硝基乙胺于1914年被SUDGEN9报道出来，它是由
13、乙胺的水溶液和浓硝酸中和得到。1948年，美国专利报道了三氯化铝和卤化乙基吡啶离子液体，主要应用于电镀领域，可称之为第一代室温离子液体10。1951年，HURLEY11等首次在离子液体中研究电化学沉积金属铝后，离子液体在电化学中的研究就逐渐开展起来。1975年，美国空军研究院合成了N烷基吡啶氯铝酸盐离子液体，但是遇水就会反应，使其应用受限。1976年，美国COLORADO州大学的ROBERTOSTERYOUNG12在研究有机电化学时，利用ALCL3/NETPYBR作为电解液，发现这种室温离子液体是很好的电解液，它具有能和有机物混溶、不含质子、电化学窗口较宽等特点，使人们对室温离子液体产生了广泛
14、的兴趣。80年代中期，BOON小组13提出将低熔点离子液体作为有机合成反应溶剂。1992年WIKES等14,15合成了低熔点、抗水解、稳定性强的L乙基3甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIMBF4）离子液体，该非ALCL3型离子液体的成功合成为其迅速得到应用奠定了基础。1995年SEDDON16等人利用红外光谱和晶体结构指出了在咪唑类离子液体中存在氢键的作用。1996年PIERRE17采用固定阴离子，变15化阳离子，即改变咪唑分子中不同的取代基的方法，系统的合成了一系列的离子液体。2000年CHRISTOPHER18不但系统地改变阳离子取代基，而且系统地改变了阴离子取代基，进一步揭示室温离子液体具有较低
15、熔点的原因。同年，EARLEMJ19在室温离子液体中进行了药物合成，不但获得很高的产率，离子液体更可循环重复使用。近年来，对离子液体的研究也日趋活跃，西方国家政府与有关企业均投入大量资金支持离子液体的研究。各种组织和协会也纷纷针对离子液体举行各种研讨会。因此，离子液体的前景被广大科学家所看好。122离子液体的应用由于离子液体具有较低的熔点、良好的导电性和可以忽略的蒸汽压等优点，使其必将广泛的应用。2003年BASF公司首先实现离子液体的规模化应用，标志着离子液体作为新型绿色工业溶剂应用的开始20。随着对离子液体研究的不断深入，它的应用范围也不断扩大。从最开始的仅仅作为一种溶剂，到现在应用于化学
16、反应21,22、萃取与分离工程23,24,15、电子器件及电化学25,26、催化剂27等等各种领域。最近，离子液体在制备晶体材料中也开始崭露头角，发挥其独特的优势。13研究的意义与依据电光晶体研究的目标是获得低插入损耗、高损伤阈值、高消光比、不潮解等性能的晶体。此外，还应具有较好的物化性能和易生长的特点。目前已实用的电光晶体主要是一些高电光品质因子的晶体和晶体薄膜。如在可见波段，常用电光晶体有磷酸二氢钾（KDP）、磷酸二氢铵（ADP）、铌酸锂（LN）、钽酸锂（LT）等晶体。前两种晶体有高的光学质量和光损伤阈值；但其半波电压较高，而且要采用防潮解措施。后两种晶体有低的半波电压，物理化学性能稳定；
17、但其光损伤阈值较低。在红外波段，主要是半导体晶体，如氯化亚铜（低温相）、砷化镓、碲化镉等晶体。其中砷化镓和碲化镉半导体晶体已达到实用28,29。但它们的物化性能较差，晶体容易开裂，这些都妨碍了它们的应用。因此，在红外波段，新型红外电光材料有待进一步研究开发。低温相CUCL电光晶体是人们发现较早的一种红外电光晶体，它是在温度低于360下的立方结构的P型半导体材料。它的空间群为F43M立方晶系30,31；透过波段达到16205M，电光系数41为361010CM/V，是一种性能优异、有重要应用价值的红外波段电光晶体32。近年来，我们小组初步开展了CUCL的生长研究。由于电光CUCL晶体是低温相，只有
18、在360以下才能稳定存在。另外，我们研究还发现在200以上，CUCL的溶液一般也不稳定。因此，我们认为要得到大尺寸、高光学质量的CUCL晶体应利用低温助溶剂或溶剂，在200以下，用溶液法来生长。这种生长方法的关键就是生长溶剂的选择。过去，人们选用的溶剂一般只有分子型无机或有机溶剂，但CUCL在这些溶剂中要么溶解度很小，要么结晶差，要么不能稳定存在。很难生长得到大尺寸、高质量的单晶体。在充分调研和一定预研基础上，我们发现从20世纪80年代开始出现的一类全新的溶剂离子液体，有望成为一类非常好的CUCL生长溶剂。离子液体是由特定的有机正离子和无机负离子组成的液态熔盐体系，具有非挥发性、低熔点（一般2
19、00以下）、宽液程、高稳定性、高溶解力等特性，并可通过选择适当的阴离子或微调阳离子的烷基链，改变离子液体的物化性质。在20世纪90年代末开始出现研究热潮，并逐渐与传统的技术领域交叉融合，展现出其特定的物化性质及特有的功能。在有机合成、催化反应、电化学、分离提纯等方面有了很好的应用33。作为一类新出现的溶剂，对它的应用研究还方兴未艾，还有很多待开发的研究领域。这也为晶体生长提供了一种新的选择方向。利用离子液体作为溶剂来生长大晶体，还没有相关的研究报道。14有关研究的最新成果、动态从60年代，人们就开展了对CUCL晶体的生长和性能研究34。但由于CUCL难溶性和不稳定性，大尺寸高质量的CUCL晶体
20、生长一直是一大难点。这也一直妨碍着CUCL晶体的应用和发展。根据相关文献的报道，生长CUCL晶体的方法主要有溶胶法35、提拉法36、坩埚下降法32、顶部籽晶法37、对流法38等。溶胶法是利用硅胶，降低溶液中离子的扩散速度，使CU、CL在溶胶凝胶中扩散生长。这种方法由于无法控制晶体的成核，得到的晶体尺寸较小、质量差。提拉法、坩埚下降法、顶部籽晶法、对流法都是采用碱金属氯化物为助溶剂，在较高的温度（200以上）下生长CUCL晶体。由于在高温溶液中CUCL的不稳定性，这类方法生长的晶体质量差，受助溶剂杂质影响大。15研究路线及技术方案我们根据离子液体结构特性和CUCL的相关性质，选择了一些卤化烷基类
21、离子液体为生17长体系，研究CUCL在其中的溶解性、稳定性和结晶性。卤化烷基类离子液体内部有很强的库仑力，并有卤素阴离子存在，容易和亚铜离子配位。这样使得它们有可能很好的溶解CUCL。例如在氯化、溴化烷基咪唑类离子液体中，CUCL都有较好的溶解性和化学稳定性。利用氯化3甲基，5丁基咪唑离子液体为溶剂，在150温度下，已得到了尺寸达2毫米的晶体。对这种生长方法已申请了国家专利【申请号2010101395132】。本实验就是在我们在充分调研和预研的基础上，开展卤化烷基类离子液体体系中电光晶体氯化亚铜的稳定性、溶解性、结晶性及生长方法的研究，旨在获得尺寸达厘米级的高质量CUCL晶体。通过本项目的研究
22、，开拓离子液体作为大尺寸单晶的生长体系。获得厘米尺寸的CUCL晶体，解决CUCL晶体研究的瓶颈问题，促进CUCL晶体的应用开发研究，具有重要的实用价值和科学意义。实验部分21实验药品与试剂氯化1丁基3甲基咪唑（分析纯，99）氯化亚铜粉末（分析纯，995，国药集团化学试剂有限公司）18氮气乙醇（分析纯，95，杭州长征化工厂）铜片22实验仪器与设备NICOLET6700傅立叶红外光谱仪（NICOLET公司）TU1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）差热分析仪（北京恒久科学仪器厂）DF101S集热式恒温加热磁力搅拌器（杭州惠创仪器设备有限公司）AB104N型电子分析太平（MET
23、TLERTOLEDOGROUP）DGG9070BD型电热恒温鼓风干燥箱（上海森信实验仪器有限公司）X射线衍射粉末衍射仪BRUKERCD8ADVANCE23实验原理231紫外可见分光光度计原理未。232红外光谱原理红外光谱法又称“红外分光光度分析法”，是分子吸收光谱的一种。它是利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的方法。红外光谱对试样具有较好的适应性，无论试样是固体、液体或者是气体，纯物质还是混合物，无机物还是有机物，都可以进行红外吸收光谱分析，红外光谱具有用量少、分析速度快、不破坏试样的特定。几乎所有的有机和无机化合物在红外光区均有吸
24、收。红外谱峰在横轴的位置、谱峰的形状以及谱峰的强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构或确定其官能团；而谱峰的强度与分子组成或官能团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。红外光谱得到广泛的应用有两个原因。首先，许多振动频率基本上是分子中官能团（或原子团）的振动频率，并且这些频率就是这些官能团的特征，而与分子的其他部分无关；其次，红外光谱吸收峰的位置等可以用经典力学的简正振动理论来说明39。本实验就是利用红外光谱的特性，将离子液体和生长的晶体等样品在红外线照射下，只19吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。对红外光谱进行剖析，对合成的产物和样品进行定性分析，确定其组成及各官
25、能团的结构。从而进行数据对比。233热重与差热分析原理在一定温度下，物质的质量会发生变化，这种变化是由于物质中某些组分发生了分解或脱除而导致的。热重分析法（TG）即使在程序控制温度改变下，测量物质的质量与温度变化关系的一种技术。热重分析法记录的是物质热重曲线，即以质量为纵坐标，温度为横坐标的质量随温度的变化曲线。MFT或T热重反应的是物质本身的特性，在一定条件下，可重复测定。不同物质具有不同的热重曲线；组成相同而形态不同的物质，其热重曲线也必然存在差异，通过分析物质的热重曲线可获得物质的一系列物理和化学性质。通过热重分析法的基本原理，可以将热重分析法的应用归纳为以下几个方面（1）了解试样的热分
26、解反应过程和机理；（2）研究固体和气体之间的反应；（3）物质的成分分析；（4）高聚物的热氧化降解，材料的热稳定性及抗热老化寿命的研究；（5）反应动力学等40。差热分析法（DTA）是在程序控制温度下，测量试样与参比物之间温差与温度关系的一种方法。物质在受热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化，并伴随有焓的改变，因而产生热效应，其表现为样品与参比物之间有温度差。记录两者温度差与温度或者时间之间的关系曲线就是差热曲线（DTA曲线）。图1差热分析仪及其DTA曲线差热分析仪（图1）包括带有控温装置的加热炉、放置样品和参比物的坩埚、用以盛放
27、坩埚并使其温度均匀的保持器、测温热电偶、差热信号放大器和记录仪后两者亦可用测温检流计代替。20从差热图1上可清晰地看到差热峰的数目、高度、位置、对称性以及峰面积。峰的个数表示物质发生物理化学变化的次数，峰的大小和方向代表热效应的大小和正负，峰的位置表示物质发生变化的转化温度。可以将差热分析法的应用归纳为以下几个方面（1）研究结晶转变；（2）追踪熔融、蒸发等相变过程与相图；（3）用于分解、氧化还原、固相反应等的研究；（4）临界点和热稳定性；（5）物质的鉴别、组成和纯度（定性或定量）41。本实验就是利用热重与差热分析法来测定生长的晶体的TGDTA曲线。234X射线粉末衍射原理当X射线照到粉末晶体样
28、品上，粉末晶体中含有许多的小晶粒，它们具有相同的倒易点阵。在同一束X射线照射下，每粒粉末晶体虽然取向不同，但倒易点阵原点相同，均交在反射球面的同一点上。由于晶粒无规则的取向，和各晶粒对应的倒易点阵的取向也无规则。对某一倒易点阵HKL，不论晶粒取向如何，它和倒易点阵原点距离相同，并且必然有一部分的晶粒的倒易点阵HKL刚好碰到反射球面上。因为晶粒数目很多，晶粒取向又无规则，所以这一倒易点阵点在反射球面上的分布形成一个圆圈，这个圆和倒易点阵原点距离相同。从反射球的球心到球面上圆圈的连线形成一圆锥形的一圈衍射线。不同的倒易点阵和原点距离不同，圆锥面的张角不同。所以不同衍射HKL的衍射线形成一圈圈的同心
29、圆。记录所得的这种粉末晶体的衍射图，简称粉末图。每一种晶体物质如同人的指纹一样给出独自的衍射花样，它的衍射线的分布位置和强度高低有着特征的规律，因而成为物相鉴定的基础。物相分析就是根据实验获得的粉末数据和标准粉末衍射数据或图谱互相对比进行鉴定的。标准粉末衍射数据目前常用ASTM粉末衍射卡。测量X射线粉末衍射数据可用衍射仪法、德拜照相法和GUINIER照相法来测得。用衍射仪法来进行定量分析时准确性较高，做定性相分析时也较可靠。本论文采用BRUKERCD8ADVANCE型X射线粉末衍射仪收集晶体粉末衍射数据。24实验过程241CUCL原料提纯先配置浓度为3的稀盐酸；再取CUCL粉末于烧杯中，倒入适
30、量的3稀盐酸进行溶解，置于恒温加热磁力搅拌器上进行溶解。然后在溶液中加入一定量的亚硫酸钠，使溶液中的二21价铜离子还原为一价铜离子，直至溶液顶部无绿色。观察颜色变化时应静止观察，将会比较明显。接着进行抽滤，用乙醇来洗涤。将抽滤过的CUCL样品放入玻璃皿中，覆上保鲜膜。最后将其保鲜膜戳几个洞，放入真空干燥箱进行干燥。抽滤过程应尽量快速，以免CUCL过多地被氧化成二价铜离子。242CUCL溶解度曲线的测定因为离子液体几乎不挥发，所以无法用传统的蒸发溶剂等方法得到溶解度。而氯化亚铜在其中溶解度缓慢，所以尝试用DTA、DSC等热分析方法绘制相图，但由于热分析方法的滞后效应，实验失败。最终选取120和1
31、50这两个温度点进行测定。测定方法将氯化亚铜和氯化1丁基3甲基咪唑分别按质量比为11和112左右各称取一份，置于小瓶子中混合均匀。质量比为11左右的为120；质量比为112左右的为150。然后放入真空恒温箱中加热恒温，隔18小时后取出观察是否已完全溶解，接着加入微量氯化亚铜，继续恒温溶解。重复以上步骤，直至加入的微量氯化亚铜不再溶解，得到以下溶解数据。表2氯化亚铜在氯化1丁基3甲基咪唑中的溶解度溶解温度离子液体质量氯化亚铜质量两者质量比12008990G10685G111915007762G12128G1156由表2可知，在120和150氯化1丁基3甲基咪唑对氯化亚铜有着良好的溶解性，这也为生
32、长氯化亚铜大尺寸单晶提供了基础条件。综合考虑溶解度、氯化1丁基3甲基咪唑的沸点、氯化亚铜晶体的晶相转变温度以及溶解度具有较大差异的温度区间，选取120150为晶体生长温度区间。243氧气对溶液形态的影响在150条件下，氯化亚铜溶于氯化1丁基3甲基咪唑中，形成粘稠液体。其中有氮气保护的溶液呈红棕色，如图2所示；未经氮气保护的溶液，在空气中放置一段时间后，其溶液逐渐变成黑色，并有黑色沉淀物析出，如图3所示。22图2图3对图3中的黑色沉淀物进行提取清洗时，黑色沉淀物马上转变成绿色。转变过程很快，因此无法对黑色沉淀物进行分析，对绿色物质进行红外分析。45004000350030002500200015
33、001000500020020406080100T波数CM1244水分对溶液状态的影响未测。23245晶体生长装置的设计由于生长氯化亚铜晶体要在无氧无水的条件下进行，我们设计了新型的晶体生长装置，如图4所示。图5为生长晶体装置的原理图。24图4图5说明1、搅拌器；2、籽晶；3、保温罩；4、搅拌器；5、加热器；6、氯化亚铜饱和溶液；7、氯化亚铜；8、硅油；9、控温仪。25晶体生长称取氯化1丁基3甲基咪唑132981G于瓶中；称取氯化亚铜粉末300086G于烧杯中。接着对它们进行抽真空以及除水（采用P2O5进行干燥）。一周后，对其进行充氮气进行保护。然后使二者迅速混合的同时加入一片铜片。最后放入设
34、计的生长装置中进行晶体生长。在生长装置中，先是慢慢抽气，充氮气保持一段时间后，再加热到170使氯化亚铜完全溶解，然后恒温保持氯化亚铜溶液一段时间后，开始以2/天的速率降温，设置好程序。在整个生长晶体过程中，要注意不要使U型管内的硅油漏空气，时刻充氮气。等到温度降到50时，取出晶体，进行下一步实验。25晶体表征31晶体照片和红外光谱生长的得到的氯化亚铜晶体如图6所示，由图可知，得到的晶体尺寸约为0608厘米。图632热重与差热分析取少量合成氯化亚铜晶体样品，将其研成粉末后置于坩锅中，然后将坩锅置于天平上，测得其质量为9882MG。接着，设定程序，从室温开始升温，升温速率为10OCMIN1，保温时
35、间为5MIN，最高温度为800OC。合成氯化亚铜晶体样品的热分解曲线如图XXX所示。由图可知，在DTA曲线上，406附近有一个较强的吸收峰；而在TG曲线上，这点温度附近为水平。根据JIRIKVAPIL等人的报道，氯化亚铜晶体的相变温度为40731。由此可知，该点为合成氯化亚铜晶体样品的相变温度点。260200400600800302520151050510TDTAUV93949596979899100101TG406TGDTA33X射线粉末衍射采用BRUKERD8FOCUS型X射线粉末衍射仪获得合成氯化亚铜晶体样品的粉末衍射数据。X光光源为CUK1辐射154056，石墨单色器，管电压40KV，
36、管电流40MA，2扫描范围580O。样品和标准氯化亚铜的衍射图如图XXX所示。从图上进行对比，可以发现最主要的三个特征峰一一对应，这表明样品确是氯化亚铜晶体。27010203040506070800200400600800100001020304050607080020406080100INTENSITY2/INTENSITY结论28本实验验证了以氯化1丁基3甲基咪唑为溶剂，采用温差法生长氯化亚铜单晶的可行性。在今后的工作中，还可将此种方法扩展应用到以卤代咪唑类离子液体生长卤化物晶体。此外，还可以继续深入探讨生长氯化亚铜的更多条件。通过本次论文基本掌握了生长晶体的方法以及研究生长条件，对合成晶
37、体有了进一步的认识和理解。参考文献1HONG,HPWANG,YBLIN,QZHOU,SQJIN,XFCHEMISTRY1994,10,18INCHINESE2CLAYS,KCOE,BJCHEMMATER2003,15,6423MASSEYGA,LOEHRTM,WILLISLJANDJOHNSONJCAPPLOPT,1980,194136294BIERLEINJDANDARWEILERCBAPPLPHYSLETT,1988,49159179195MEREDITH,GVANDUSEN,JWILLIAMS,DMACROMOLECULES1982,15,13856FBLOISI,LVICARI,LAS
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