四氢邻苯二甲酸锌热分解法制备纳米氧化锌

以二水合醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和四氢邻苯二甲酸酐为原料,采用均匀沉淀法制备了四氢邻苯二甲酸锌络合物。通过热重和红外光谱分析对所制得的锌络合物的组成进行了表征。热重及红外的分析结果表明,锌络合物的分子式为Zn(C8H8O4)·2H2O,且由热重测得其无水络合物Zn(C8H8O4)的起始分解温度为377℃,在493℃时的最终分解产物为ZnO。得到了由四氢邻苯二甲酸锌络合物热分解制备纳米氧化锌的新途径。利用红外光谱、X射线衍射仪和透射电子显微镜共同分析了在500℃下焙烧Zn(C8H8O4)·2H2O(时间分别为0.5h和1.0h)的产物。证明产物是纳米氧化锌晶粒,且晶粒粒径(直径)为30～40nm。     

甲烷磺酸铜催化氧化苯甲醛制苯甲酸

以氧化铜和甲烷磺酸合成了水稳型路易斯酸-甲烷磺酸铜,并探讨了以此作催化剂,质量分数为30%H2O2作氧化剂,应用在以苯甲醛氧化制苯甲酸中的催化作用。合成的甲烷磺酸铜由SDT2960差热-热重联用分析仪来分析,证明其含4个结晶水,即(CH3SO3)2Cu·4H2O。考察了催化剂用量、氧化剂用量、w(H2O2)、反应时间、反应温度等因素对反应结果的影响。反应产物经抽滤烘干后,通过测熔点、红外色谱来分析。结果表明,在温度为40℃,n(催化剂)∶n(苯甲醛)=1∶100,n(氧化剂)∶n(苯甲醛)=3∶1时,回流16h收率达70%,且苯甲酸为唯一产品。     

甲基磺酸铜的脱水动力学

采用热重及差式扫描量热技术研究了在动态氮气气氛下甲基磺酸铜的脱水过程。结果表明,水合甲基磺酸铜含有4个结晶水,分两步失去。对不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下Cu(CH3SO3)2.4H2O的脱水过程进行了非等温脱水动力学研究。采用求活化能和确定反应机理相分离的技术,分别得到两步脱水过程的活化能Ea1为114.46 kJ/mol,Ea2为90.08 kJ/mol,并确定了第一步脱水反应机理为R3,指前因子lg(A/min-1)为16.13。     

磺化聚醚酰亚胺的热性能研究

以氯磺酸为磺化剂制备了一系列不同磺化度的磺化聚醚酰亚胺(SPEI),并着重对其热降解和玻璃化转变行为进行了研究.采用TGA-FTIR对SPEI的热失重及失重产物分析表明SPEI有3个阶段的失重,分别归属于吸收的水分、磺酸基团及主链的降解,磺化之后热稳定性有所下降,磺酸基团在230～370℃区间发生降解,但主链的降解温度基本保持不变;SPEI的玻璃化转变温度(Tg)明显升高,当磺化度为62.6%时,体系出现了2个独立的Tg.     

异丁烯齐聚催化剂硫酸铁-硫酸镍的性能评价

研究了Fe2(SO4)3(NiSO4)/-γAl2O3催化剂对异丁烯齐聚反应的催化性能,考察了催化剂的寿命、稳定性及强度,并与工业化硅铝小球催化剂进行了对比。结果表明:Fe2(SO4)3(NiSO4)/-γAl2O3催化剂与工业化硅铝小球催化剂活性相近;Fe2(SO4)3(NiSO4)/-γAl2O3催化剂中未成型催化剂活性达到95%以上,成型催化剂活性达到88%,二聚产物选择性较高,其中成型催化剂二聚物选择性达到52%左右;副产物少,低温活性好,反应过程温和,易于控制。     

不同晶貌磷酸锌化合物的制备与表征

在n[Zn(OAc)2]∶n[(NH4)2HPO4]=1∶2.2,180℃,5d的最佳反应条件下,通过变化体系中的不同溶剂(无溶剂、离子液体、水、乙二醇等),均可以制备出Zn(H3O)PO4化合物。采用XRD、SEM等分析手段系统地研究了不同溶剂对Zn(H3O)PO4晶体形貌的影响。实验结果表明,溶剂的变化对产物晶体的形貌产生了较大的影响,其中溶剂自身存在极性可能是导致产物晶体形貌不同的重要原因之一。同时还研究了体系当中添加其他物质,如NH4Cl等对Zn(H3O)PO4晶体形貌的影响。NH4Cl在晶体生长过程中起到了良好的促进作用。     

硫酸锰热解制备Mn_2O_3以及用热解尾气浸出低品位软锰矿的实验研究

用硫酸锰(MnSO4)高温热解的方法制备了Mn2O3,并考察了热解制备过程中产生的尾气浸出低品位软锰矿的可行性。热解实验表明,850℃是硫酸锰热解制备Mn2O3的最佳温度。硫酸锰在850℃热解所得Mn2O3产品的锰含量为68.93%。产品的XRD和FTIR表征结果表明,热解产物为单一相的立方体结构Mn2O3。尾气测定结果表明,硫酸锰热解制备Mn2O3时释放出的尾气中含有SO2和SO3,两者摩尔比约为7∶1。浸出实验结果表明利用热解尾气浸出软锰矿是可行的。在温度为60℃,初始硫酸浓度为0.1 mol/L时,尾气中SO x(SO2和SO3)的吸收率达到99.73%,软锰矿的锰浸出率达到94.37%。该工艺不仅可以避免液相制备方法中废水的问题,还可以使得热解制备过程产生的尾气和低品位软锰矿同时得到资源化利用。     

静电纺丝制备EVOH-SO_3Li/SiO_2无纺布形貌及热特性研究

为研究掺杂纳米Si O2对EVOH磺酸锂(EVOH-SO3Li)无纺布形貌及热特性影响,以聚乙烯-乙烯醇(EVOH)和1,3-丙烷磺酸内酯为原料,叔丁醇锂为催化剂,合成EVOH磺酸锂接枝聚合物,并进行纳米Si O2掺杂改性,经静电纺丝制备出EVOH-SO3Li、EVOH-SO3Li/Si O2两种无纺布;应用扫描电镜观察分析了无纺布的微观形貌,并通过差示扫描量热仪及热失重仪对无纺布热性能进行研究分析;结果表明:经纳米Si O2改性后,纤维直径降低,分布在0.1~0.2μm之间,无纺布结晶度升高,熔点提高35℃,起始热分解温度升高30℃.     

Zn(Ⅱ)化合物与NaOH室温条件下固相化学反应研究

研究了Zn( )化合物与NaOH在室温条件下的固相反应.室温下分别将ZnSO4·7H2O,ZnCl2,Zn(CH3COO)2·2H2O,Zn(NO3)2·6H2O与NaOH按不同摩尔比(1∶1,1∶2,1∶3)在玻璃研钵中混合研磨,洗涤,抽滤,烘干得产物,产物用XRD进行物相表征.所得产物是ZnO,Zn(OH)2和ZnSO4·3Zn(OH)2.Zn( )化合物与NaOH的固相反应与其在溶液中的反应不同,反应物摩尔比不同所得固相产物也不同.     

梭形Fe_5(PO_4)_4(OH)_3·2H_2O的一步水热法制备及生长机理研究

采用可控的一步水热法制备出了具有对称棱边的梭形Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O产物。利用X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对产物进行了表征,发现产物的生长机理符合Ostwald熟化过程。研究表明:在180℃下反应96h后会得到多臂形貌的纯相Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O产物,且在低温下更容易获得纯相的Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O梭形产物。此外研究发现,产物在500℃热处理后具有较好的形貌和尺寸上的热稳定性。     

纳米级低水硼酸锌的微波合成、表征及应用

纳米技术在传统的阻燃材料中的应用为阻燃技术开辟了一个新的领域。以氢氧化锌、硼酸为主要原料,利用微波辐射制备了纳米级低水硼酸锌,确定了反应条件和合成参数,并利用化学分析、XRD、TEM等对产物进行了表征。结果表明：微波辐射法可以制得粒径〈70nm的纳米级低水硼酸锌;TG分析表明合成样品开始脱水的温度在350℃左右。通过氧指数测定并与红磷相比较,其阻燃效果相当,性能更优。     

4ZnO·B2O3·H2O的微波水热合成与表征

硼酸锌是一种新型高效无机阻燃剂.为了优化制备硼酸锌的反应条件并研究其阻燃性能,以七水硫酸锌和硼砂为原料,采用微波水热法合成硼酸锌(4ZnO·B2O3·H2O),通过XRD、SEM、TG-DTA进行表征并对其阻燃性能进行测试.优化后的实验条件为:锌与硼砂物质的量的比为1∶1.2,固液质量比为1∶10,140℃下微波水热反应时间为10min.该条件下所得硼酸锌的失水温度高于415℃,形貌呈不规则片状,厚度约为100nm;添加质量分数为10%的该样品于木屑中,400℃时的残碳率与纯木屑样品相比高约27%.在制备硼酸锌过程中,添加硬脂酸钠或含有硬脂酸钠的复配修饰剂后,改性效果均较好,所得样品亲油疏水,且样品形貌有变化.其中同时添加硬脂酸钠和聚乙二醇所得样品为分散较均匀的纳米棒,直径为50~80nm.     

硅酸锌锰发光材料的水热-均相沉淀法制备及其性能

为合成结晶度好、分散均匀、性能良好的硅酸锌锰绿色发光材料,以正硅酸乙酯、六水合硝酸锌、四水合醋酸锰为原料,以尿素作沉淀剂,利用水热-均相沉淀法制备了不同二价锰离子掺杂含量的硅酸锌锰绿色荧光粉.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对其物相、形貌和发光性能进行了表征,并分析了不同二价锰离子掺杂量对其发光性能的影响.结果表明,在95℃水浴24h,1 250℃煅烧4h时,可以获得粒径为0.2μm,分散均匀、形貌良好、单相的硅酸锌锰.发光性能测试表明:二价锰离子最佳掺杂含量为0.08mol,当掺杂含量超过0.08mol后光谱会发生浓度猝灭效应.     

以多羧酸为桥的锌配合物的合成和热分解动力学研究

在水-甲醇体系中,Zn(C2H3O2)2.2H2O与吡唑、邻苯二甲酸氢钾水热反应,形成以邻苯二甲酸根桥联的在xy平面一维无限的锯齿形链状锌的配位聚合物[Zn(μ2-C6H4(COO)2)(pz)2],用元素分析,红外光谱等进行了表征,并用X-ray测定了配合物的晶体结构.此外,还对配合物进行了非等温热分解动力学研究.研究表明:此配合物的热分解反应是分两步进行的.通过计算,该配合物热分解的第一步反应的可能机理为化学反应,第二步反应的可能机理为成核与生长,n=1/4,其动力学方程分别为:dα/dT=A/βe-E/RT(1-α)2和dα/dT=A/βe-E/RT1/4(1-α)[-Ln(1-α)]-3.热分解反应的表观活化能分别是177.95和303.8 kJ/mol;指前因子InA分别是41.87和53.74 s-1.     

碱式碳酸锆的热分解非等温动力学及机理研究

采用综合热分析仪研究了碱式碳酸锆在空气气氛中热分解非等温动力学,热分解升温速率分别为10 ℃/min、20 ℃/min、30 ℃/min,根据固相反应动力学理论及TG-DTG数据,计算其动力学参数. 采用Kissinger-Akah-Sunose方程与Flynn-Wall-Ozawa方程及应用最小二乘法进行线性回归推导了其最可几机理函数. 结果表明,碱式碳酸锆非等温热分解分为四阶段,第Ⅰ阶段表观活化能为94.963 kJ/mol,指前因子为27.407 6~27.864 1,最可机理函数为NO.27,随机成核和随后生长机制;第Ⅱ阶段表观活化能为309.781 kJ/mol,指前因子为57.730 4~58.873 6,最可几机理函数为NO.28,随机成核和随后生长机制;第Ⅲ阶段表观活化能为362.591 kJ/mol,指前因子为53.268 8~55.034 6,最可理机函数为NO.21,化学反应机制. 为以碱式碳酸锆作为原料热分解制备纳米氧化锆粉体及碳酸锆铵、碳酸锆钾等衍生化合物提供了理论依据.     

亚微米硼酸锌(Firebrake415)的制备及表征

Firebrake415(也叫耐热硼酸锌)失水温度在415℃以上,可用于加工温度极高的工程塑料,是目前提倡使用的一种新型硼酸锌产品。以氧化锌、硼酸为原料,通过传统加热和微波辅助加热两种方法合成出产品Firebrake415,采用化学分析、XRD、SEM、TEM、TG-DTA对实验样品进行了分析表征,结果表明:传统加热5 h得到直径为0.2~0.5μm,长度为2~6μm棒状晶体;微波加热20 min可得到产品粒径小于0.2μm的亚微米级硼酸锌粉体。     

胍类阻燃剂处理木材的热解机理

为了研究木材热解行为与阻燃性能的关系,探讨其热解机理,将木材用一系列胍类阻燃剂进行阻燃处理,所得阻燃木材采用热重(TG)、差热分析(DTA)和红外光谱(IR)进行分析,并用Broido方程计算木材的热解活化能.结果发现,经磷酸二氢胍和磷酸氢二胍处理的木材阻燃性较好,氧指数为39%～42%;主要热解阶段在低于300℃进行,热解表观活化能降低约60 kJ/mol,这主要是由于木材在低于300℃热解主要发生脱水、重排交联炭化产生少量可燃性气体,剩炭增加.而经碳酸胍、硝酸胍处理的木材样品虽然其主要热解阶段温度降低,但阻燃性差,氧指数小于26%,主要是由于其热解仍然包括1个较高温度阶段(300℃以上),在此阶段热解产生较多的可燃性气体.     

纳米ZnO前驱体的热分析表征

以Zn(Ac)2.2H2O-乙醇胺-异丙醇为原料制备了纳米ZnO的前驱体。利用DSC-TGI、R和XRD研究了前驱体在热处理过程中所发生的组成和物相的变化以及热分解机理。结果表明,前驱体与纯二水醋酸锌、乙醇胺和异丙醇的热分解过程大相径庭,乙醇胺已经有效地嵌入前驱体溶胶的网络中。前驱体在80~110℃时异丙醇溶剂大量脱附,二水醋酸锌失去2个结晶水;在110~200℃时溶剂进一步挥发;在200~250℃时前驱体发生分解反应,这是ZnO的主要生成阶段;在250~450℃之间残留在ZnO晶格里的有机物进一步分解。因此前驱体的热处理温度应在450℃以上。     

不同气氛下含硼燃料热氧化特性及动力学分析

通过高温热重（TG-DTG）分析和常压差示扫描量热（DSC）等分析手段,研究不同气氛对含硼燃料热氧化特性的影响.利用TG-DTG切线法得到不同气氛下含硼燃料的着起始氧化温度温度,分析实验结果表明,在50～650 ℃温度区间,燃料的着火温度不受气氛影响,提高氧浓度有助于促进燃料反应放热.在650～1 100 ℃温度区间,在O2、空气和CO2气氛下含硼燃料中硼的起始氧化温度温度分别为705.3、710.8、723.4 ℃,在N2下增重非常少,与Ar不发生反应;提高O2浓度有利于降低含硼燃料中硼的起始氧化温度,加快氧化反应,提高含硼燃料的反应效率.采用Satava-Sestak 积分法模型计算燃料在高温段（650～1 100 ℃）不同气氛下的化学反应动力学参数.