氧化锌纳米粒子形态与制备条件的关系

通过一步法和二步法两种制备方法的主要制备条件的变化,探讨了氧化锌纳米粒子形态与制备条件的关系。温度对一步法直接合成纳米氧化锌的影响较大,当温度较低时,可以得到纤维状粉体,随温度升高,其形貌也逐渐向短棒状、类球状转变,在100℃反应时可以获得近球状颗粒;二步法的热分解反应为固相反应,粒度受反应温度和反应时间的影响,随热分解温度的升高和反应时间的延长,晶粒逐渐变大,但温度的变化影响最为显著。试验与理论分析表明,纳米氧化锌的粒度与形貌除受其晶核的形成与生长机制的影响外,在很大程度上还受到制备方法和制备条件的影响。一步法制备纳米氧化锌时,粉体的晶粒粒度与粉体的成核速度有关,成核速度越快,得到的粉体粒度越小;提高反应温度或增大反应物浓度都能使成核速度增快,因而制得的粉体粒度减小;同时伴有取向连生现象出现,这表明了氧化锌极性晶体的生长习性。     

水溶液中直接形成纳米氧化锌的热力学分析

从ZnO(s)和Zn(OH) 2 (s)在水溶液中的溶解平衡入手 ,从理论上探讨了水溶液中直接形成纳米氧化锌的合成条件 ,理论分析与试验结果相吻合。研究表明 ,只要满足一定条件 ,在强碱水溶液中纳米氧化锌可以一步合成 ;一步直接合成纳米氧化锌必须控制溶液的 pH >9,温度对一步直接合成纳米氧化锌的影响较大 ;溶液的过饱和度对一步合成过程会产生影响 ,增加反应体系中氧化锌的过饱和度 ,将会促进氧化锌晶体的形成与生长     

Mg-Al水滑石晶粒生长特性研究

以水镁石和Al(NO₃)₃·9H₂O为镁源和铝源,采用液相共沉淀法合成Mg-Al水滑石,重点考察了溶液中Mg²⁺浓度、晶化时间和晶化温度对Mg-Al水滑石晶体结构、晶粒尺寸及晶面选择性生长的影响规律,并通过XRD,SEM等对合成产物进行了表征。结果表明：提高Mg²⁺浓度,Mg-Al水滑石晶体结构规整性降低,对水滑石层板和层板叠合方向的发育和生长不利,晶粒尺寸减小;在Mg²⁺浓度不变的情况下,固定晶化温度而延长晶化时间,或固定晶化时间而提高晶化温度,Mg-Al水滑石的晶体结构均趋于完整,晶粒尺寸显著增大,其沿a轴方向的生长速率比沿_c轴方向的生长速率快,即［110］晶面的生长速率比［003］晶面的生长速率快。在Mg²⁺浓度为0.12 mol/L,晶化时间为8 h,晶化温度为80 ℃的条件下,制得了粒度达到纳米级的Mg-Al水滑石。     

超细煤粉着火特性的热重分析

采用热重法,分析了粒度、升温速率和氧气浓度对超细煤粉着火特性和燃烧特性的影响.实验结果表明,减小煤粉粒度,增大氧气浓度有利于降低煤粉着火温度,增大煤粉的燃烧速率,提高超细煤粉燃烧性能.升温速率对煤粉的燃烧特性也有影响,随着升温速率的提高超细煤粉的着火温度升高,最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高.     

均匀沉淀法制备纳米氧化锌

研究均匀沉淀法制备纳米氧化锌影响因素和最佳工艺条件。结果表明，均匀沉淀法可制备出六方晶系纳米氧化锌。随Zn^2＋浓度增加纳米氧化锌颗粒由棒状向球形转化，平均粒径49nm。对纳米氧化锌产率影响因素的显著性水平依次为反应温度、尿京与Zn^2＋物质的量之比、反应时间和Zn^2＋的浓度。最优工艺参数为：反应温度95℃、反应时间3．5h、Zn^2＋浓度0．6mol/L、尿素与Zn^2＋物质的量之比为2．5。以硝酸锌为原料可得到纯度较高的纳米氧化锌。     

不同长径比银纳米线对焊料金属间化合物形貌及厚度的影响

为提高汽车电子焊料的可靠性,研究了添加一维纳米线对焊料金属间化合物(IMCs)形貌及厚度的影响。本次实验通过添加不同长径比的银纳米线,制备Sn-3.0Ag-0.5Cu-xAgNWs复合焊点。采用扫描电子显微镜(SEM)观察银纳米线的形貌,采用金相显微镜观察焊点的显微组织。实验结果表明：PVP与硝酸银摩尔比6.0时合成的银纳米线长径比和均匀性更好,d=30nm,L=4~20μm；随着时效时间的延长,Cu6Sn5 IMCs 出现平直化现象；添加银纳米线可以抑制Cu6Sn5 IMCs的生长,抑制作用随着银纳米线长径比增大而减弱,d=80nm,L=4~23μm时抑制效果最好。这是由于Ag原子和Sn原子的化学亲和力高于Sn原子和Cu原子的化学亲和力,添加银纳米线,Ag原子浓度增加,生成更多的Ag3Sn IMCs抑制Cu6Sn5 IMCs的生长,银纳米线长径比增大容易发生团聚、打结,扩散速率减慢,抑制作用减弱。     

Sn掺杂ZnO纳米棒的制备及表征

以Zn(Ac)₂·2H₂O和 LiOH·H₂O作为反应物, 加入一定量的 SnCl₄·5H₂O, 以超声辅助醇热法制备出一系列不同Sn掺杂浓度的ZnO纳米棒。用XRD、TEM、FT-IR和EDX对所合成的样品进行表征。结果表明醇热18h的纯ZnO晶体形态多为棒状, 粒径分布均匀, 长度在45 nm左右, 且分散性良好; 而掺Sn的ZnO纳米棒的直径和长度则随着掺杂浓度的增大而增长。掺杂后的ZnO晶体仍为六方纤锌矿结构, 但随着Sn掺杂浓度的增大, 晶体的结晶性降低。在室温下对掺Sn的ZnO样品进行荧光光谱检测, 可以观察到3个发射峰, 包括:在400～410 nm处的紫色发射峰, 在455～470 nm蓝色发射峰, 在530 nm附近的绿光发射峰; 随着Sn掺杂浓度的增大, 发射峰的强度逐渐降低。     

铌酸钾钠无铅压电纳米棒阵列的制备

针对一维KNN纳米结构的研究还存在取向生长较难、产物压电性能有待提高等问题，本文采用水热法与掺Nb的钛酸锶(SrTiO₃)(NSTO)衬底辅助相结合的方式，通过控制水热反应温度、反应物五氧化二铌(Nb₂O₅)浓度以及水热反应时间实现高质量的KNN纳米棒阵列的取向生长。研究结果表明，在水热反应温度为190 ℃、Nb₂O₅浓度为40 mL/g、水热反应时间为18 h时，获得取向单一、结晶性好且压电响应明显的KNN纳米棒阵列。此研究可为无铅压电KNN晶体在微纳尺寸器件制备及能量回收等方面提供借鉴。     

基于COMSOL的炉体内煤氧化反应数值模拟

为了探究煤燃烧过程中温度、氧化产物、反应物的分布规律，通过COMSOL 5.5数值模拟软件建立煤氧化炉体模型，基于新疆准东煤矿煤属性数据，模拟自然升温与加热及不同压差条件下，炉体内温度、O₂及氧化产物(CO、CO₂)的浓度分布特征。结果表明：压差增大，炉体内温度及氧化产物浓度降低，反应末期高温区域位置升高；同一压差下，氧化产物浓度随监测点轴向位置升高而增大，煤氧化炉体中心温度较高；径向方向，氧化产物浓度与对应位置的温度呈正相关关系；加热8 h能显著提高反应速率。     

PECVD法低温制备纳米晶硅薄膜晶化特性的Raman分析

以SiH4与H2为气源,采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较低的温度(200℃)和较高的压强(230 Pa)下,在普通的玻璃衬底上制备出沉积速率达8×10-10m/s,晶化率大于60%的纳米晶硅薄膜.利用Raman谱分析硅烷浓度和射频功率对纳米晶硅薄膜的晶化特性的影响.结果表明,薄膜的晶化率、沉积速率与硅烷浓度和射频功率存在着密切的关系.随着硅烷浓度的降低,即氢稀释率的提高,晶化率提高,而沉积速率随着射频功率的增大而增大.当硅烷体积浓度为1%、射频功率为70 W时,获得晶化率接近70%的优质纳米晶硅薄膜.     

硫酸-无机盐中脱硫石膏水热合成硫酸钙晶须

以脱硫石膏为原料,利用水热法在硫酸-无机盐-水体系中成功制备出硫酸钙晶须。借助SEM、图像粒度分析等方法,考察反应温度、时间、硫酸浓度、晶型控制剂等条件对晶须形貌及长径比的影响,并初步讨论硫酸-无机盐-水体系对晶须成核和生长过程的影响。结果表明:在硫酸-无机盐-水体系中,反应温度、反应时间、硫酸浓度和晶型控制剂的类型,都会改变硫酸钙晶须的平均长径比。制备硫酸钙晶须的最优工艺条件为:脱硫石膏质量分数5%,反应温度135℃,反应时间150 min,硫酸浓度10-3 mol/L,使用的晶型控制剂为氯化铜(质量分数为0.17%)。在此条件下制备的半水硫酸钙晶须平均长径比可达到74.38。     

铝酸钠溶液中晶体附聚机理研究

本文研究了铝酸钠溶液中晶体的附聚机理。认为晶体的附聚过程为：晶体中粒度相对最小且粒度相近的粒子发生附聚，形成略大些颗粒，略大一些颗粒且粒度相近的粒子又发生附聚，这样依次实现的过程，直到溶液过饱和度不能满足对应粒级粒度粒子发生附聚的要求为止。     

气液比对多组分瓦斯水合物含气量影响

利用可视化水合物实验设备,设定初始压力5 MPa、初始温度20 ℃,在0.1 mol/L四氢呋喃（THF）－0.2 mol/L十二烷基硫酸钠（SDS）复配溶液体系中进行多组分瓦斯水合物生成实验。根据气体状态方程（P-V-T）计算出4种气液比（40,60,80和100）反应体系中多组分瓦斯水合物含气量,从溶液的过饱和条件和水合物中晶体孔穴填充率的角度进行了机理分析。结果表明：对于同一种多组分瓦斯气体,反应体系气液比的增大,促进了瓦斯-溶液之间物质传递,加快了溶液的过饱和条件,提高了水合物中晶体孔穴填充率,致使水合物中含气量增大。     

粉煤直接还原磷铁矿的非等温动力学模型

以粉煤为还原剂, 对惠民高磷铁矿进行了直接还原实验, 利用热重实验结果, 分析了整个过程的化学反应规律, 并考虑挥发份及固定碳的还原作用, 建立了高磷铁矿直接熔融还原反应过程模型 即褐铁矿脱结晶水-四级反应成核生长模型, 赤铁矿的预还原阶段四级反应模型与终还原阶段二级化学反应减速模型。该模型还指出, 由于温度的升高引起分子振荡激发, 增加反应通道, 提高了反应级数及扩散系数。     

粒度分布信息在铝酸钠溶液加晶种分解动力学研究中的应用

阐述了在铝酸钠溶液加晶种分解的动力学研究中充分利用粒度分布信息的意义．通过分析铝酸钠溶液加晶种分解过程中固相产物的粒度分布情况，提出用(dN／dt)成核，(dN／dt)附聚和(dr／dt)径向长大 分别表示二次成核、附聚长大和晶粒径向长大的速率，并分别得到了其速率表达式．采用微分法研究了晶粒径向长大，结果表明通过控制适当的反应条件，能够突出晶粒径向长大这一基本过程．利用粒度分布信息求得的晶粒径向长大速率与实际长大速率基本一致．     

二次锌电池负极材料锌酸钙化学合成法制备技术研究

以Ca (OH)2和ZnO为主要原料,研究化学合成方法制备锌酸钙过程中不同碱浓度、反应时间及反应温度对制得样品的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶体结构、形貌进行表征,获得化学合成方法制备锌酸钙晶体控制影响规律。结果表明,碱浓度增加会影响锌酸钙晶体结晶性;反应时间的延长将会使反应更完全,晶体表面具有光泽;反应温度则是影响锌酸钙晶体尺寸及相貌的重要因素。     

纳米氧化锌的杀菌性能

以自制的纳米氧化锌为原料,对其悬浮液和聚氨酯板进行了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌试验。试验表明,纳米氧化锌具有明显的杀菌效果,随着处理时间的延长,杀菌率逐渐提高;随着氧化锌悬浮液浓度的提高或聚氨酯板中氧化锌添加量的增加,杀菌率也逐渐提高;对金黄色葡萄球菌的杀菌效果好于大肠杆菌。纳米氧化锌悬浮液的杀菌效果好于添加有纳米氧化锌的聚氨酯板,并对其杀菌机理给出了初步解释。