Dy2O3纳米颗粒的制备及其光学特性

以四水碳酸镝(Dy_2(CO_3)_3·4H_2O)为镝源,Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中热重-热差(TGDTA)分析为依据,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UVVis)分别表征了Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中热分解产物的物相、形貌和光学特性。研究结果表明,Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中的热分解过程主要分为两个阶段,第一阶段是在室温～285℃之间Dy_2(CO_3)_3·4H_2O失去结晶水变为Dy2(CO3)3,第二阶段是在285～700℃范围内Dy2(CO3)3经过受热分解生产了Dy_2O_3,在700℃下保温15 min获得了Dy_2O_3纳米颗粒。Dy_2O_3纳米颗粒具有较强的光吸收能力。此外,在波长为300～400 nm的范围内,Dy_2O_3纳米颗粒具有较宽的光吸收带。     

纳米氧化钕的热分解法制备及其光学特性试验研究

研究了以碳酸钕(Nd_2(CO_3)_3·H_2O)为钕源,采用热分解法制备纳米氧化钕。根据Nd_2(CO_3)_3·H_2O在空气中的热重-差热(TG-DTA)分析结果,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别表征Nd_2(CO_3)_3·H_2O在空气中热分解产物的物相、形貌和光学特性。结果表明,Nd_2(CO_3)_3·H_2O的热分解过程分为3个阶段:第1阶段,室温～300℃,Nd_2(CO_3)_3·H_2O失去结晶水变为Nd_2(CO_3)_3;第2阶段,300～550℃,Nd_2(CO_3)_3受热分解产生中间产物Nd_2O_2CO_3;第3阶段,550～850℃,Nd_2O_2CO_3在850℃下保温15 min,形成纳米Nd_2O_3。第3阶段是控制Nd_2O_3粒径的主要环节。     

热分解法制备纳米粒状Pr_6O_(11)及其光吸收特性的研究

以六水草酸镨Pr_2(C_2O_4)_3·6H_2O为镨源,通过热分解法制备纳米粒状Pr_6O_(11)。借助热重-差热(TG-DTA)曲线研究了六水草酸镨在空气中的热分解过程。利用X射线衍射仪、扫描电镜以及紫外-可见分光光度计分别表征了六水草酸镨在空气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明,六水草酸镨在空气中的热分解过程主要分为两个阶段:第一阶段是室温～300℃,大片状六水草酸镨失去吸附水和结晶水变为小片状Pr_2(C_2O_4)_3;第二阶段是300～800℃,小片状Pr_2(C_2O_4)_3受热分解成小薄片状Pr_6O_(11)。纳米粒状Pr_6O_(11)在900℃下保温10 min获得,其对可见光的吸收能力显著优于小薄片状Pr_6O_(11)。     

La_2O_3/La_2O_2CO_3纳米复合材料的凝胶燃烧法合成

采用燃烧法合成了纳米La2O3/La2O2CO3复合材料,以六水合硝酸镧和一水合柠檬酸分别为镧源和络合剂,以氨水调节p H值,p H=2~4、柠檬酸与硝酸镧的摩尔比在1.0~1.2∶1.0之间,将得到的凝胶加热到一定温度发生自蔓延燃烧反应,燃烧反应产物在600~700℃煅烧1~2 h,得到膨松粉末状纳米La2O3/La2O2CO3复合产物。煅烧温度和恒温煅烧时间不同,得到不同粒径和组分比例的纳米La2O3/La2O2CO3复合材料。利用X射线衍射(XRD)、差热-热重分析(TG-DTA)和透射扫描电镜(TEM)等测试方法对凝胶热分解过程产物及最终形成的纳米La2O3/La2O2CO3复合产物粉体进行了分析和表征,产物的平均粒径在30~100 nm之间可控。纳米La2O3/La2O2CO3复合产物中的纳米La2O3在空气中具有不稳定性,极易与空气中的H2O发生反应生成La(OH)3,生成了La(OH)3/La2O2CO3复合产物,而产物在650℃煅烧2 h后即可完全转化为La2O3/La2O2CO3复合产物,说明这个过程是可逆的。     

草酸盐共沉淀前驱体的热分解过程

研究前驱体热分解过程对制定Ni-Co预合金粉末的制备工艺有一定的指导意义,故采用差热和热重分析法对草酸盐共沉淀前驱体(Ni0.7Co0.3C2O4·2H2O)在氩气和空气中的热分解过程进行研究,并对分解产物进行了物相分析和形貌观察.结果表明: 前驱体在这2种气氛下的热分解机制完全相同; 分解过程分2步进行,第1步脱去结晶水分子(Ni0.7Co0.3C2O4·2H2ONi0.7Co0.3C2O4 2H2O↑),第2步无水前驱体分解成Ni-Co合金粉末和CO2; 但是,最终的固体产物不同,因为在空气中,生成的Ni-Co合金粉末又与氧气反应,最终得到的固体产物是氧化物(NiO和Co3O4),而在氩气中,最终的固体产物仍然是Ni-Co合金粉末.     

热分解法制备SnO_2纳米颗粒

以SnC2O4在空气中的差热分析结果为依据,利用扫描电子显微镜和激光粒度分析仪分析SnC2O4在空气中的热分解最终产物。结果表明:SnC2O4在空气中的热分解可分为2个阶段:温度低于405℃时,热分解产物为SnO;温度在405~430℃之间时,SnO被空气中的氧气氧化为SnO2。在空气中以6℃/min的速度升温到430℃并保温20min,获得粒径在0~1μm之间、体积分数占93.57%的SnO2纳米颗粒。     

硝酸钕丙氨酸配合物及其配离子的标准生成焓

采用新型反应热量计 ,以溶解量热法分别测定了 2 98.15 K时 [Nd(NO3 ) 3 · 6 H2 O(s) 4 Ala(s) ]和 [Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O(s) 5 H2 O(l) ]在 2 m ol· L- 1 HCl溶剂中的溶解焓。通过设计的热化学循环得到六水硝酸钕与丙氨酸固相配位反应的反应焓△ r Hθm=2 8.985 k J· mol- 1 ,并计算出配合物 Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O在 2 98.15 K时的标准生成焓△ f Hθm[Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O,s,2 98.15 K]=- 386 3.9k J· m ol- 1 。测定 2 98.15 K时 Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O(s)在水中的溶解焓 ,计算出配离子 Nd(Ala) 43 (aq)在 2 98.15 K时的标准生成焓△ f Hθm[Nd(Ala) 43 ,aq,2 98.15 K ]=- 2 92 8.5 k J· mol- 1 。     

1,2,3,4-丁烷四羧酸镧系络合物的制备及热重和红外光谱研究

1,2,3,4-丁烷四羧酸镧系(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Yb)络合物为结晶固体,其通式:Ln4(C8H6O8)3·nH2O,Ln=Ce、Pr、Nd,n=8;Ln=La,n=7;Ln=Yb,n=11。在加热过程中,它们首先失去络合物中所含的水,再进一步加热,开始分一步(Ce,Pr)或两步(La,Yb,Nd,中间产物为Ln2O2CO3)热分解,最终生成镧系金属氧化物。红外光谱研究表明Ln4(C8H6O8)3·nH2O中羧酸盐基团为双齿配位螯合体。     

仲钼酸铵热分解过程及热力学分析

通过TG-DSC研究仲钼酸铵在空气气氛中及30~600℃温度范围内的热分解过程。结果表明:仲钼酸铵在30~600℃温度范围内的失重过程包含3个连续阶段,当温度高于340℃时,失重过程趋于结束。XRD测试结果证实热分解终产物为正交晶系MoO3纯相。提出了仲钼酸铵在空气气氛中的热分解机理并进行理论验证,认为仲钼酸铵的热分解过程除第一阶段单纯失去4个结晶水外,其余3个阶段均失去摩尔比为2∶1的NH3和H2O。同时还通过各阶段热分解反应的焓变值,估算了实验条件下仲钼酸铵及相关分解产物的近似标准摩尔生成焓。     

偏钒酸铵在空气中热分解产物形貌的演变

以偏钒酸铵(NH_4VO_3)在空气中热分解的热重-差热(TG-DSC)分析为依据,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了偏钒酸铵在空气中热分解最终产物的物相和偏钒酸铵在空气中升温到DSC曲线不同拐点温度分解产物的形貌。研究发现,偏钒酸铵在空气中热分解有两个阶段,第一阶段出现了中间相(NH_4)_2O·2V_2O_5,第二阶段出现了热分解产物由无定形状态转变成晶体的过程。偏钒酸铵在空气中不同阶段下热分解产物的形貌基本上是不规则的片状,但是最终产物V_2O_5的厚度较均匀。     

六水氯化钕与甘氨酸丙氨酸三元固态配合物的热化学

合成了Nd3 与甘氨酸丙氨酸混配体配合物 ,通过红外光谱分析、元素分析、热重分析和化学分析 ,确定了配合物的组成为 :Nd(Gly) 2(Ala) 3Cl3·2H2 O ,并用溶解量热法分别测定了NdCl3·6H2 O(s) ,2Gly(s) 3Ala(s)和Nd(Gly) 2 (Ala) 3Cl3·2H2 O(s)在 2mol·L- 1 HCl中的溶解焓 ;再根据盖斯定律设计了一个热化学循环 ,计算得到了六水氯化钕与甘氨酸丙氨酸反应的反应焓ΔrHmθ(2 98.15K) =3 7.2 44kJ·mol- 1 ,并求出了Nd(Gly) 2 (Ala) 3Cl3·2H2 O(s)标准生成焓ΔfHmθ[Nd(Gly) 2 (Ala) 3Cl3·2H2 O ,s,2 98.15K] =-4 45 0 .1kJ·mol- 1 。     

掺钕氧化钪激光透明陶瓷纳米粉体的合成及研究

研究了化学共沉淀法合成Nd:Sc2O3纳米粉的工艺.以Sc2O3为基质材料,掺杂0.5％(原子分数)的Nd3+,添加适量聚乙二醇(PEG)和(NH4)2SO,作为分散剂,以氨水(NH3·H2O)和碳酸氢铵(NH4HCO3)混合溶液作复合沉淀剂,采用化学共沉淀法获得了碱式稀土碳酸盐前躯体,在1100℃下煅烧该前躯体4h,制备出性能良好的Nd:Sc2O3纳米粉.采用热重-差热分析仪(TG/DSC)、红外光谱分析仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对Nd:Sc2O3前躯体和煅烧后的粉体进行表征.实验结果表明:在室温下,用氨水和碳酸氧铵混合溶液作为复合沉淀剂合成出的前躯体为碱式稀土碳酸盐.通过XRD和EDS能谱分析,Nd3+完全固溶于Sc2O3的立方晶格中,这将有利于制备激光透明陶瓷.在1100℃的温度下煅烧此前躯体得到的Nd:Sc2O3纳米粉具有颗粒粒度小(约50 nm)、分散性好、团聚程度轻、结晶良好的性能.因此,采用此工艺合成的粉体将有可能制备出的Nd:Sc2O3透明陶瓷.     

水合稀土甲烷磺酸盐的热解研究

合成水合稀土甲烷磺酸盐Ln(CH3SO3)3·nH2O(Ln=La,Ce,Nd,Pr;n为结晶水个数),用热重法研究该系列化合物在不同气氛下的热分解产物并计算出n值,用红外光谱法表征这些化合物在空气下的热分解产物,用络合滴定法测定热分解产物中稀土元素的含量,研究不同气氛对热分解产物的影响。     

[C4H7N2]3·PMo12O40配合物晶体的形貌模拟及其最佳纳米化计算的探讨

采用量子化学计算软件Material Studio的Morphology模块BFDH法则模拟了[C4H7N2]3·PMo12O40配合物晶体生长稳定外形,以晶体模拟形貌为基础,运用纳米计算方法通过对[C4H7N2]3·PMo12O40的不同纳米微粒总晶胞数、总原子数、比表面积、单颗粒表面原子数、单颗粒表面晶胞数及表面活性原子比例的计算,得出了[C4H7N2]3·PMo12O40纳米微粒的最佳纳米尺度为135 nm,认为晶体纳米化过程中[C4H7N2]3·PMo12O40制备到该尺度范围,理论上[C4H7N2]3·PMo12O40的活性和稳定性会达到均衡的最佳状态.     

铁基水煤气变换反应催化剂的还原与催化活性

将分别加入Cr(N03)3·9H2O,Ce(N03)3·6H2O,Nd(N03)3·6H2O或Y(N03)3·6H2O的Fe(N03)3·9H2O水溶液与NH3·H2O发生共沉淀反应,制备4种铁基水煤气高温变换反应催化剂.X射线衍射结果表明:4种铁基催化剂的主要化学成分为Fe2O3,此外还分别含有CeO2,(Cr,Fe)2O3或NdFeO3;在催化水煤气变换反应以后,催化剂主要化学成分由Fe2O3变化至Fe3O4oH2还原实验结果表明:在4种铁基催化剂中,Fe-Cr催化剂的还原效率最高.通过对变换出口气中H2,CO和CO2(体积分数)含量进行对比可知,Fe-Ce催化剂的水煤气高温变换活性优于其他3种催化剂.     

十水草酸铈热分解过程和非等温动力学研究

用热重—差热分析法研究了十水草酸铈(Ce2(C2O4)3·10H2O)在程序升温下的热分解行为,TG曲线表明它有五个分解阶段,前三个阶段为脱水过程,后两个阶段为无水草酸铈热分解过程,最终产物为CeO2。对第四阶段无水草酸铈热分解为碳酸氧盐的过程进行了动力学研究,确定了其反应级数为2,表观活化能E=283.55kJ·mol-1,指前因子lnA=57.3119,热分解反应过程受F2机理控制。     

空气中热分解二水草酸镍制备纳米氧化镍

通过TG-DSC、SEM和TEM对二水草酸镍在空气中热分解过程进行分析,研究结果表明:二水草酸镍在空气中的热分解过程经历了两个阶段,在175～275℃之间二水草酸镍失去结晶水生成NiC2O4;325～400℃之间NiC2O4被热分解为NiO.二水草酸镍空气中热分解制备NiO过程中,在246.5～357.8℃之间热分解产物的形貌变化最大;在357.8～400.0℃之间热分解产物的形貌变化次之.为了有效控制NiO的形貌,可以分段性地控制热分解条件.以10℃/min的升温速率在空气中热分解二水草酸镍,并在400℃时保温10 min,制备出了5 nm左右的球形氧化镍.     

固相法合成纳米二氧化钛

以TiOSO4.2H2O和Na2C2O4为原料,用室温固相法首先合成出前驱体草酸氧钛,然后在500℃热分解2 h,经纯化后得到纳米二氧化钛。经XRD和TEM检测,产物纳米二氧化钛为锐钛矿型结构,平均粒径为25 nm。     

草酸沉淀法制备大颗粒氧化钇工艺研究

采用草酸沉淀法研究制备了大颗粒氧化钇,并对各制备条件对氧化钇粒度影响进行了分析讨论.同时,结合不同煅烧温度下产物的XRD谱图,对煅烧产物进行物相分析,探讨煅烧过程中产物的晶型转变,并利用SEM观察产物形貌.结果表明:提高酸度、沉淀反应温度、延长陈化时间以及降低加料速度均可以有效增大氧化钇粒度;XRD曲线表明沉淀反应制得前躯体的主要成分为Y2(C2O4)3·10H2O,且当前躯体于400,600,800,1000℃煅烧时,所得产物分别为Y2(C2O4)3·2H2O,YOOH,Y2O3,Y2O3;前躯体形貌与最终的氧化物产品形貌存在一定的相似性,均是由小颗粒形成的团聚体,但颗粒粒度存在较大差异.因此,由实验得出了草酸沉淀法制备大粒度氧化钇的工艺条件,且按此工艺条件制备出粒度大于50μm的氧化钇产品,颗粒分散均匀.此外,本工艺操作简单,产品质量稳定,易于推广,可实现产业化.     

超临界流体干燥技术制备NdxOy气凝胶

以化学纯Nd2(CO3)3·6H2O为主要原料,用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术制备钕气凝胶,经850℃煅烧制备纳米NdxOy微粉.采用XRD、TEM、FT-IR对样品进行表征,重点考察制备工艺对NdxOy气凝胶晶态、形貌和尺寸的影响,并通过"CO+NO"的反应测试其催化活性.结果显示(1) 溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术可制备出疏松、分散性较好的灰褐色的钕气凝胶;(2) 260℃时,NdxOy气凝胶呈枝状,其宽度介于10nm～30nm,长度介于200nm～350nm;经850℃煅烧,NdxOy微粉由Nd2O3和NdO2组成,形貌仍呈枝状,且长度明显减小;(3) 超临界流体干燥技术有效地解决了纳米NdxOy微粉制备过程中的"团聚"问题;(4)单一纳米NdxOy微粉对"NO+CO"反应的催化净化效果不明显.