离子液体辅助的多元硫属化合物合成及光电转换性质研究

As an important class of inorganic functional materials, metal chalcogenides have continued to receive considerable attention due to their broad application in many areas, especially in solar cells and optoelectronic devices. In response to the important scientific issues of metal chalcogenides synthesis, this research has focused on the development of ionic liquid-assisted synthetic route to multicomponent metal chalcogenides by the use of diversity and designability of ionic liquids, and systematically studied their performance of photoelectric conversion. On the basis of our previous studies, this new synthesis technology can be realized by delicately designing ionic liquids containing chalcogens as precursor and controlling the reactivity of metal ions by tuning the ionic liquids due to their unique physical and chemical properties, which may provide a new synthetic route to design and fabricate multicomponent metal chalcogenide nanostructures and heterostructures with excellent photoelectric conversion properties. It is highly expected that these findings are useful for exploring an environment-friendly, repeatability route for large-scale production of multicomponent metal chalcogenides with desirable structures and morphologies, which are also applicable to the understanding of ionic liquids in the synthesis of metal chalcogenides.

金属硫属化合物是一类重要的无机功能材料，在众多的领域中均有着重要的应用，特别是在太阳能电池、光电器件等领域的应用是近年关注的焦点之一。本项目以光电转换性能为导向、以多元硫属化合物的合成为目标，在现有工作基础上，基于离子液体的特殊物理化学性质，以将离子液体引入到多元硫属化合物的合成、新型硫属源化合物的设计与合成及不同金属离子反应活性的调控为关键科学问题，开展多元硫属化合物纳米材料、纳米结构和异质结等的设计与构筑的新途径，以实现其良好的光电转化性质。本项目的顺利实施，不仅可望在为多元硫属化合物的形貌控制、复杂纳米结构和异质结结构的设计与构筑等提供重要的实验依据，亦可望为探索环境友好、可供规模化生产的多元硫属化合物的合成技术提供必要的技术积累和有益参考。

本项目旨在利用离子液体新型反应介质的独特的物理化学性质，以多元硫属化合物为主要研究对象，开展材料的新合成方法研究。本项目的实施对于多元硫属化合物材料合成的有效控制和环境友好合成途径，材料微结构与性质关系等方面的深入研究，具有重要的科学价值。.本项目工作的主要进展如下：.新合成方法研究：本项目工作在离子液体辅助合成、离子液体前驱体法合成、超薄纳米页的离子液体控制合成、新型离子热合成及化学反应耦合概念应用于无机合成等方面，并取得了众多成果。.硫属化合物合成方面：在本项目实施过程中，[Bmim]2Mo4O13前驱体法合出MxSy-MoS2(M=Ni、Co、Mn)异质结构和Cu2MoS4纳米片、以单质碲和铜为反应物合成出Cu7Te4超薄纳米页(Cu2+，Cu+)、离子液体辅助合成法合成出ZnIn2S4二维纳米页、多种形貌的CuInS2纳米结构、NiCo2S4纳米结构及泡沫镍为支撑体的NiCo2S4纳米结构阵列等多元硫属化合物，并对产物性质进行了初步研究。.迄今，共发表标注论文37篇，包括：Nat. Rev. Mater., Nano Energy (2), J. Mater. Chem A. (5), ACS Appl. Mater. Inter., (2), Chem. Eue. J., (2), Chem. Eng. J., (3). J. Power Sources, ACS Sustain. Chem. Eng., Electrochim. Acta (2), Cryst Growth Des., CrystEngComm (3)等。在审专利三项，培养五名硕士和六名博士研究生。