微乳法合成磷酸钙纳米纤维及其机理探讨

分别以非离子表面活性剂（C₁₂E₈）和阳离子表面活性剂（CTAB）为模板剂,在反微乳体系中制备了磷酸钙纳米纤维.在水/C₁₂E₈/环己烷体系中纤维长约为325 nm,宽约为13 nm,为无定形态;在水/CTAB/环己烷体系中纳米纤维的长度>500 nm,宽度约为14 nm,结晶较完全.两种表面活性剂的作用机理完全不同：在非离子表面活性剂体系中,表面活性剂主要起到“微反应器”的作用;而在阳离子表面活性剂中,表面活性剂主要起到“生长引导剂”作用.     

微反应器水热法耦合制备纳米片状氧化铝

以偏铝酸钠和硫酸铝为原料,通过一种高通量撞击流微反应器,提出了将微反应法与老化、水热法高效集成制备纳米片状氧化铝的新工艺。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、BET法比表面积测定（BET）、热重-差热分析（TG-DTG）等方式对不同工艺耦合制备的产物进行了测试分析,研究了不同耦合方式对产物晶型、形貌、介孔结构等物理性质的影响。结果表明：通过微反应器-水热法耦合技术能够制备粒径为30~100 nm、厚度为2~5 nm、纯度为99.7 %以上的纳米片层状勃姆石（γ-AlOOH）,经550 ℃焙烧4 h可制得同样形貌的γ-氧化铝（γ-Al₂O₃）。通过不同工艺耦合能够调控氧化铝的形貌、介孔结构,为工业化制备片层状纳米氧化铝提供了很好的科研支撑。     

原料中添加天然黏土室温合成介孔分子筛

室温条件下以天然黏土、硅酸钠和氯化铝为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成介孔分子筛。用XRD,TEM,FT-IR和N₂物理吸附等手段对所合成的样品进行表征。结果表明：室温条件下添加天然黏土成功合成出介孔分子筛,其比表面积为902 m²·g^-1,平均孔径为3.97 nm。经750℃下焙烧3 h后,样品的比表面积降低,但介孔结构依然存在。在100℃下水热处理15 d后比表面积为776.78 m²·g^-1,平均孔径为4.34 nm,表明添加天然黏土室温下合成出的介孔分子筛具有高的热稳定性和水热稳定性。     

含铁MCM-41的合成与表征

实验采用液相沉积方式,向MCM-41有序介孔微球的介孔中引入铁盐,通过加热使铁盐分解,铁以氧化物纳米颗粒或Fe-O纳米团簇的形式存在于有序介孔微球的介孔中,从而获得含铁MCM-41有序介孔微球.对不同铁含量的MCM-41进行了比较性表征,并研究了不同铁源对含铁MCM-41合成的影响.研究表明,以Fe(acac)₃的甲苯溶液和Fe(NO₃)₃的水溶液为铁源时,所得试样中铁的含量均随铁离子浓度的增大而增大.铁离子浓度相同时,由前者所得试样的载铁量是后者的3～4倍,最大铁负载量达1 mmol•g^-1.载铁后,有序介孔微球的比表面积、孔容和孔径均减小.以Fe(NO₃)₃的水溶液为铁源时,载铁前驱体试样煅烧后,MCM-41的硅氧骨架发生收缩,而以Fe(acac)₃的甲苯溶液为铁源时,MCM-41的硅氧骨架未见变化.因此,从载铁量及负载过程对有序介孔材料骨架结构的影响看,Fe(acac)₃的甲苯溶液作为铁源用于合成含铁MCM-41优于Fe(NO₃)₃的水溶液.     

胶体晶体模板法制备三维有序排列的大孔SiO2材料

将粒径为480 nm的聚苯乙烯微球离心组装为胶体晶体模板,以正硅酸乙酯为硅源配制SiO₂溶胶并填充到模板间隙,原位形成凝胶,最后通过焙烧去除模板,得到三维有序大孔（3DOM）SiO₂。通过SEM检测,大孔以六方有序的方式排列,其孔径及孔径收缩率分别为360 nm和25％。大孔之间由小窗口连通,构成内部三维交联的大孔网络。低温N₂吸附测试表明,大孔孔壁上存在中孔孔隙,其中在3～4 nm有一集中的孔分布。XRD显示,制备的3DOM材料由无定形SiO₂组成。     

固体超强酸Nd-SO42-/ZrO2/13x的制备与表征

合成了稀土Nd促进型Nd-SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸,并将其负载于分子筛13x上,制备出Nd-SO₄^2-/ZrO₂/13x复合型固体超强酸催化剂。掺杂Nd提高了样品的催化活性,催化合成醋酸甘油酯反应的酯化率可达97.7%;负载分子筛13x,提高了样品的重复使用性能,重复使用5次后酯化率不低于92%。用IR及XPS对其结构进行了表征,结果显示,掺杂稀土Nd后IR谱图中S—O键超强酸位振动吸收峰显著增多,XPS谱图中Zr(Ⅳ)3d峰的化学位移进一步增大。结果表明,样品具有较高酸性,因而也说明具有较高催化活性和使用稳定性。     

微波法离子液体介质中纳米TiO2光催化剂制备及催化活性

以钛酸丁酯为前驱物,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、水和无水乙醇组成的混合溶剂中,采用溶胶-凝胶法和微波干燥,制备了纳米TiO₂光催化剂,并用XRD、TG和IR对催化剂结构进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯为光源,考察了离子液体用量、焙烧温度、微波功率和微波干燥时间等对TiO2光催化剂活性的影响。结果表明,在n（［Bmim］PF₆）∶钛酸丁酯）=3.0、焙烧温度550 ℃、微波干燥功率210 W和微波干燥时间20 min条件下,离子液体介质中用微波干燥所得的纳米TiO₂催化剂具有较高的光催化活性,90 min使甲基橙降解率达97.8%,表明离子液体的存在抑制了TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,并起增大TiO₂比表面积及表面羟基含量的作用     

RE[TsGlyH]3Cl3·nH2O（RE=La,Nd,Sm,Eu,Gd,Er）配合物燃烧热测定及其标准生成焓的研究

在298.15 K下,用氧弹热量计测定了稀土配合物RE[TsGlyH]3Cl3·nH2O（RE=La,Nd,Sm,Eu,Gd,Er）的恒容燃烧热-△cU,其结果依次为15 918.2,15 879.3,15 526.7,15 246.9,15 492.4,11 727.8 J/g。并据此计算出标准摩尔生成焓-△fHmθ分别为1 977.05,1 939.71,2 189.36,2 352.82,2 123.04,5 743.50 kJ/mol。这些结果为配合物的稳定性和热化学数据关系提供了实验依据。     

Fe3+掺杂介孔TiO2催化降解甲基橙

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵醇溶液所形成的柱状胶束为模板剂,钛酸四丁酯为原料,经水解沉淀、晶化、沉降、抽滤、干燥及焙烧工艺制备出了介孔TiO₂固体催化剂。通过离子掺杂方法,用Fe(NO₃)₃溶液对介孔TiO₂掺杂,经搅拌、煮沸、晶化、蒸发、干燥及焙烧工艺,制备出了不同物质的量比的Fe³⁺/TiO₂催化剂。以甲基橙模拟染料废水,考察pH、催化剂用量、过氧化氢用量、催化剂Fe³⁺/TiO₂物质的量比和光照时间等因素对催化剂的催化性能的影响。结果表明,适量掺有Fe³⁺的催化剂Fe³⁺/TiO₂有利于太阳光催化甲基橙的效果,当甲基橙浓度为10 mg·L^-1、Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5、催化剂用量为0.8 g·L^-1、过氧化氢为0.55 mol·L^-1、 pH=3并且太阳光直接照射20 min,脱色率达到96%。根据Languir-Hinshelwood动力学方程,近似推导出不同物质的量比Fe³⁺/TiO₂催化剂光催化降解甲基橙的动力学方程,并得出Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5时的Fe³⁺/TiO₂催化剂,有最大宏观速率常数值,K₀为0.162 35 min^-1。     

介孔TiO2晶须及其担载RuO2的电容性能

烧结法制备的介孔TiO₂晶须具有高结晶度,孔径可控,并且制备成本低,可以大规模生产。如能将该材料用于电化学电容器电极材料,则可以降低成本、提高电容器性能。采用孔径分布在10 nm左右的介孔TiO₂晶须及其担载氧化钌的材料制备了电极,循环伏安法分析表明该材料在中性的0.1 mol·L^-1的Na₂SO₄溶液中即具有典型的电容行为,并且在较宽的扫描范围表现出一定的电容特性;介孔TiO2晶须担载RuO₂后,其电容性能优异,比电容达到940.4 F·g ^_-1（以RuO₂质量计）,有可能作为电化学电容器的低成本大规模生产的电极材料。     

含偶氮苯8-羟基喹啉稀土配合物的合成与表征

合成了三种含偶氮苯8-羟基喹啉稀土配合物,通过元素分析、红外、紫外、荧光光谱及热分析,确定了三种配合物的组成为REL3（RE=Sm,Eu,La）,三种配合物在550～650 nm都能产生荧光,峰值（λmax）分别为569,559,552 nm。     

双(吡啶-2-甲醛)缩对苯二胺稀土配合物的合成及抑菌活性

在无水乙醇介质中,合成出了双(吡啶-2-甲醛)缩对苯二胺(L)Schiff碱配体和它的6个新的稀土配合物。通过元素分析、摩尔电导率的测定、红外光谱分析和差热-热重分析等表征可知,配合物类型是2∶2型(RE∶L),电解质类型为1∶2型,可能结构通式为[RE2L2(Pic)4(H2O)2](Pic)2∶nH2O(RE=La、Ce、Pr、Nd,n=0;RE=Sm、Eu,n=2),其中心离子的配位数为9。通过琼脂扩散抑菌法测定了配合物的抑菌性能,结果表明,该系列配合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌具有较好的抗菌活性。     

对羟基苯甲酸稀土(铕)配合物及其荧光纤维的制备

合成了Eu3+与对羟基苯甲酸、1,10-邻菲啰啉(phen)的具有新型结构的稀土配合物。通过TEM、元素分析、IR、TG及荧光光谱分析对其表观形貌、粒径、组成结构及荧光性能进行了分析表征。结果表明:对羟基苯甲酸稀土配合物呈球状,粒径在100nm左右;配合物具有良好的热稳定性。配合物的荧光发射峰分别与稀土铕5D0→7FJ(J=0,1,2,4)的跃迁相对应,最强发射峰位于616.3nm处。将制得的配合物与聚丙烯树脂进行熔融纺丝,制得稀土荧光纤维。测试结果表明:纤维具有优异的荧光性能,最强发射峰位于618nm处,是Eu3+的特征红色发射谱带。     

CoFeZrRE非晶薄膜的各向异性研究

研究了磁性稀土元素 (RE)的种类和含量 (0≤x≤ 3) ,对非晶态 (Co73 Fe2 0 Zr7) 10 0 -x (RE) x 薄膜各向异性的影响 ,并着重探讨该类薄膜中出现的平面单轴各向异性 (Ku)和垂直各向异性 (Kp)的起源问题。薄膜是在外加磁场中溅射而成。当掺入的稀土元素为Nd ,Pr,Dy和Tb时 ,获得了显著的平面单轴各向异性Ku ,且Ku与稀土元素的单离子各向异性密切相关。当稀土元素为Gd和Sm时 ,则会出现双轴各向异性 (Ku和Kp) ,这主要是成膜温度高于临界温度时 ,同时形成了 2种局域性的异质的磁结构。     

稀土、苯氧乙酸、1,10-邻菲罗啉配合物的合成及抑菌

在乙醇水溶液中合成了六种苯氧乙酸(HPOA)-邻菲罗啉(Phen)-稀土三元固体配合物,采用元素分析,红外光谱,差热热重等测试方法进行表征,确定配合物的化学组成为RE(POA)3Phen(RE=La3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Gd3+,Dy3+)。研究了稀土配合物的抑菌活性,结果表明稀土三元配合物的抑菌效果较单独的稀土氯化物、邻菲罗啉和苯氧乙酸好。     

稀土-双氯酚酸配合物的合成及抗炎镇痛活性

制备了5种稀土-双氯酚酸配合物REL3(RE=h、Ce、Nd、Sm、Gd,HL=双氯酚酸),通过元素分析、EDTA-滴定、摩尔电导、红外光谱确定了配合物的组成.采用小鼠耳肿胀实验、血管通透性实验研究了其抗炎活性,采用扭体实验研究了其镇痛活性.结果表明,与双氯酚酸钠相比,稀土配合物具有更强的抗炎镇痛活性.     

PAMAM接枝稻草对Nd3+、Sm3+、La3+的吸附特性

以环氧氯丙烷为交联剂,将聚酰胺胺树状大分子(PAMAM)接枝到稻草基体上,利用FTIR、SEM、XRD、TG等对其结构进行了表征和分析。考察了其对Nd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)稀土金属离子的吸附性能,探讨了吸附时间、稀土金属离子浓度、吸附温度、溶液pH等因素对吸附性能的影响。同时对吸附过程的动力学、吸附等温线和吸附热力学进行了研究。结果表明,所制备的吸附剂对Nd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)稀土金属离子的吸附平衡时间约为4 h,平衡吸附量分别为47.14、40.11和50.12 mg/g。吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温线,表明此吸附过程是属于化学吸附过程。吸附热力学研究表明,此吸附过程是自发进行的,同时吸附过程是一个混乱度增加的熵增过程。     

Mixed precipitants derived nanocrystalline powders and RE doped LuAG transparent ceramics

Lu₃Al₅O₁₂ (LuAG) nanocrystalline powders were synthesized by using ammonium hydroxide (NH₄OH, AH) and ammonium hydrogen carbonate (NH₄HCO₃, AHC) as mixed precipitant. In the absence of sintering aids such as TEOS, MgO or ZrO₂, the obtained LuAG powders showed good sinterability in H₂ atmosphere (PLSH) at low temperature. The in-line transmittance of LuAG ceramic reached 81% in the whole visible light band from 400 nm to 800 nm. The average grain size of obtained transparent ceramics was ranged in 1–6 μm at different sintering temperatures by PLSH. Various kinds of rare earth ions, such as Nd, Yb, Ce, Pr, and Tm doped RE:LuAG transparent ceramics could be prepared by PLSH technology without sintering aids and HIP post-treatment. Through PLSH technology, RE:LuAG transparent ceramics show high optical quality and large aperture size.     

四元混配配合物[Ln(x-MBA)2(NO3)(Phen)]2的合成及表征

在酸性介质,乙醇／水混合溶剂中合成得到了三个系列的四元混配配合物[Ln(x-MBA)2(NO3)(Phen)]2(Ln=La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Er;MBA=CH3C6H4COO^-）。用元素分析、IR、UV、DTA－TG和^1H NMR等方法对配合物进行了表征,测量了三个Eu配合物的荧光光谱和三个Gd配合物的ESR谱。