LSS法制备TiO_2球形晶体及机理研究

文章通过液相(liquid)-固相(solid)-溶液相(solution)合成法制备单分散TiO2球形晶体。考察了LSS体系中各反应组分(NaOH、油酸、水、乙醇)对于反应终产物TiO2球形晶体的形貌的影响,在单组分和两组分实验中,醇系体系主要得到球形产物,强碱体系得到长菱形和棒状结构,油酸作为表面活性剂可减少产物团聚;四组分体系得到形貌较规整的球形。根据不同的产物形态对LSS合成法的反应机理进行了探讨。     

均相还原法制备铜纳米粒子

以CuSO4·5H2O和次亚磷酸钠（NaH2PO2）为原料,采用控制反应温度的方法实现了均相体系内铜纳米粒子的还原制备,通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对产物物相和形貌进行了表征,实验结果表明,反应体系在70℃下反应20min可以得到的产物为粒径分布在70nm～150nm的球形铜纳米粒子。     

LSS法制备β相NaYF4稀土纳米晶体

以乙醇为溶剂、稀土硝酸盐和NaF为反应物,采用LSS法制备NaYF4纳米晶体。通过改变反应物加入量、溶剂体积、反应温度及时间,制备出一系列尺寸可调、形貌不同（立方、棒状）的NaYF4纳米晶体。探讨了各种反应参数对NaYF4纳米晶体的晶相、形貌以及尺寸的影响,进一步研究β相NaYF4纳米晶体的生长机制,从而优选其制备条件。研究证明,实验所得的形貌规整、尺寸均一的β相NaYF4样品为六边形截面、长度约为1μm的纳米棒。提高反应物NaF添加量、升高反应温度以及延长反应时间将促进β相 NaYF4纳米晶体的生成;溶剂乙醇对产物晶相和形貌没有影响。制备形貌较规整、尺寸分布均一的纯β相NaYF4米晶体的最佳反应条件为：NaF加入量为2．0 mol/L、体积为4 mL ,溶剂乙醇加入量为20 mL ,反应温度为200℃,反应时间为24 h。     

LSS法制备β相NaYF_4稀土纳米晶体

以乙醇为溶剂、稀土硝酸盐和NaF为反应物,采用LSS法制备NaYF4纳米晶体。通过改变反应物加入量、溶剂体积、反应温度及时间,制备出一系列尺寸可调、形貌不同(立方、棒状)的NaYF4纳米晶体。探讨了各种反应参数对NaYF4纳米晶体的晶相、形貌以及尺寸的影响,进一步研究β相NaYF4纳米晶体的生长机制,从而优选其制备条件。研究证明,实验所得的形貌规整、尺寸均一的β相NaYF4样品为六边形截面、长度约为1μm的纳米棒。提高反应物NaF添加量、升高反应温度以及延长反应时间将促进β相NaYF4纳米晶体的生成;溶剂乙醇对产物晶相和形貌没有影响。制备形貌较规整、尺寸分布均一的纯β相NaYF4米晶体的最佳反应条件为:NaF加入量为2.0mol/L、体积为4mL,溶剂乙醇加入量为20mL,反应温度为200℃,反应时间为24h。     

β-环糊精衍生物/TiO2有机-无机杂化材料的制备及表征

以钛酸丁酯作为无机前驱体,两种β-环糊精衍生物作为有机体,运用溶胶-凝胶法制备了β-环糊精衍生物/TiO2有机-无机杂化材料,运用IR、TG、SEM、激光粒度对合成杂化材料进行了表征。结果表明：合成的新型杂化材料不仅具有环糊精特征结构的有机组分和TiO2的无机组分;且具有较好的热稳定性,呈较均匀球形颗粒等特点。同时,利用苯酚-硫酸法测定了β-环糊精衍生物/TiO2中环糊精衍生物的含量。     

溶胶低温燃烧法制备Ba0.7Sr0.3TiO3纳米粉体

以Ba(NO3)2Sr(NO3)2TiO(NO3)2C6H8O7.H2O为反应体系,采用溶胶低温燃烧合成法制备了Ba0.7Sr0.3TiO3超细粉末。以正交试验考察了柠檬酸与金属离子物质的量比、溶胶pH值、燃烧及热处理温度对合成粉体粒径的影响,得到的工艺参数最优组合为:n(柠檬酸)∶n(金属离子)=1.5∶1,pH=7,燃烧及热处理温度为650℃。对比了溶胶燃烧法与凝胶燃烧法对BST粉末粒度和相结构的影响。应用X射线衍射和透射电镜等对粉体的相结构、粒径、形貌进行了分析和观察。     

氟化钙晶体生长及性能研究

采用液-固-溶液法（LSS法）制备了CaF2纳米粉体,通过X射线衍射分析（XRD）测试手段对纳米粉体进行了性能表征,研究了水热合成温度及水热压力对于粉体质量的影响;当水热合成温度为160℃,填充比为70%时,制得的CaF2纳米粉体的质量更佳。采用坩埚下降法,制备出了位错少,红外透过率大于90%,在紫外到中红外范围内折射率随波长的变化率小,光密度小于0.1,且上下波动范围较小的CaF2光学晶体。通过显微镜、XRD、红外和紫外分光光度计等测试手段对CaF2晶体的物相结构、光学性能及晶体表面性能进行了表征。     

添加镁离子对碳酸钙结晶形貌的影响

考察了溶液结晶法制备碳酸钙过程中添加镁离子的作用,得到2种形貌截然不同的球状碳酸钙.结晶体系中[Ca2+]∶[Mg2+]的大小对碳酸钙的晶相结构及形貌有显著影响其值在1.33～2.67的范围是碳酸钙形貌的过渡区,当>2.67时晶体呈现特殊的聚集台阶群生长现象,形成粗面类球形方解石聚晶体;而在<1.33时得到表面相对光滑的微球.合成条件中[Ca2+]∶[CO2-3]的大小对碳酸钙形貌的影响不明显.     

压力对均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体形貌的影响

以硝酸钙、磷酸氢二铵混合水溶液为原料、以尿素为缓冲剂,采用均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体,并通过X射线衍射、扫描式电子显微镜、透射电子显微镜等3种分析方法对样品分别进行了物相组成、晶体形貌、晶体取向的表征,研究了不同压力对羟基磷灰石晶体形貌的影响.结果表明:当反应压力从0.11 MPa增加至1.1 MPa时,所得羟基磷灰石晶体的物相组成由含有羟基磷灰石和磷酸八钙两种物相向只含有羟基磷灰石一种物相过渡;所得羟基磷灰石晶体的形貌从针状晶须（经由长板状和六方柱状）向薄片状晶体进行过渡;所得羟基磷灰石晶体的生长取向由沿一个方向（c轴）生长向沿另外两个方向（a轴和b轴）生长转变.     

酸酐（I）催化氧化合成晶体2-巯基吡啶-N-氧化物钠盐研究

研究了以蒽和顺丁烯二酸酐的加成物酸酐（I）为催化剂，催化过氧化氲氧化2-氯吡啶再与硫氢化钠反应合成2-巯基吡啶-N-氧化物钠盐的方法。在2．5h内将质量分数509，5的过氧化氢54g，在60-65℃下滴入57g2-氯吡啶、13g酸酐（I）和20mL乙酸的混合物中，继续反应3h，用水萃取生成的产物，与100g25％硫氢化钠水溶液反应得到晶体2-巯基吡啶-N-氧化物钠盐晶体，收率63.7％。另外还研究了反应温度、时间和催化剂套用次数对催化氧化反应的影响。     

固体酸SO4^2-／TiO2催化溴氨酸Ullmann缩合反应

采用SO4^2-／TiO2代替传统工艺中的硫酸水溶液,对溴氨酸进行ullmann缩合反应．考察了反应温度、反应时间、催化剂投加量等因素对反应收率的影响．结果表明：在2．02g溴氨酸、0．95g铜粉、80mL蒸馏水的体系中,SO4^2-／TiO2用量为1．00g,在70℃下反应90min,溴氨酸缩合产物收率可达91％以上．催化剂可回收,用于光催化氧化溴氨酸缩舍反应产生的废水．     

钛表面原位自组装TiO2空心球及生物活性研究

以单分散聚苯乙烯（PS）球为模板,聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为表面活性剂,硫酸氧钛为前驱液,通过水解 溶胶法在低温条件下实现了自组装TiO2微球在钛基体表面的沉积,然后将其煅烧去除PS球,得到空心TiO2球,将此基体浸入模拟体液（SBF）中来观察表面磷灰石的生长情况.通过XRD和SEM对表面物相组成和微观形貌分析可知：TiO2球平均粒径为1.2 μm,分散性较好,与基体有良好的结合力,且该基体表面TiO2在1天内就能够诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有良好的生物活性.此外,纳米结构TiO2的组成、形貌和结构可以通过调整组装温度和PS质量浓度来实现可控.     

纳米TiO2的溶胶—凝胶法制备及其表征

以钛酸正丁酯(TNB)-去离子水-盐酸-乙酰丙酮(Acac)的乙醇溶液为反应体系,采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2溶胶颗粒。通过DLS、XRD和HRTEM等表征手段对TiO2颗粒的生成过程、其粒径和晶型的调控等方面进行研究。发现低温环境下TiO2的生成主要经历水解反应形成螯合物、缩合反应生成TiO2溶胶、TiO2溶胶颗粒融合这三个阶段。并且通过调节反应温度和催化剂浓度,可在无需高温锻烧的情况下,制得具有典型锐钛矿晶型的高分散性TiO2溶胶颗粒。     

纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其表征

以钛酸正丁酯（TNB）-去离子水-盐酸-乙酰丙酮（Acac）的乙醇溶液为反应体系,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶颗粒。通过DLS、XRD和HRTEM等表征手段对TiO2颗粒的生成过程、其粒径和晶型的调控等方面进行研究。发现低温环境下TiO2的生成主要经历水解反应形成螯合物、缩合反应生成TiO2溶胶、TiO2溶胶颗粒融合这三个阶段。并且通过调节反应温度和催化剂浓度,可在无需高温锻烧的情况下,制得具有典型锐钛矿晶型的高分散性TiO2溶胶颗粒。     

利用钛液升温水解法制各纳米级二氧化钛

为了降低纳米级二氧化钛的生产成本，利用廉价的硫酸法钛白生产工艺的中间产物——钛液为原料，采用升温水解法，制各纳米级二氧化钛粒子。采用DTA-TG、XRD、SEM、BET、ICP-AES等分析测试手段，对粉体粒子的性能进行了表征。研究结果表明，合成的二氧化钛具有锐钛型结构，形貌呈球形，粒径达60nm。工艺操作简单，生产成本低，易于实现工业化生产。     

钛酰草酸络合物热解制备微细TiO_2过程中的形态变化

本文研究了用精制ＴｉＣｌ４、草酸和氨水合成钛酰草酸络合物及其热解制备微细ＴｉＯ２的过程．重点考察了草酸用量、煅烧分解时间对络合物粒子和微细ＴｉＯ２粒子形态的影响．研究结果表明，用钛酰草酸络合物作为前驱体在８５０℃下热两小时．可以制得分散性较好，粒子尺寸分布较均匀的金红石结构ＴｉＯ２微细粒子；热解时间对ＴｉＯ２粒子的形态有较大影响；草酸用量增加可导致络合物粒子的大量团聚，但对热解产物金红石结构的ＴｉＯ２粒子的形态影响很小．     

六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒的水热控制合成

通过一种简单的水热方法,在较低的温度下合成了六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒.通过对F^-/Eu^3＋摩尔比、母体溶液pH值和反应时间的控制,实现了对产物形貌的控制合成.用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）等对样品的形貌和晶体结构进行表征.结果显示,反应条件对其形貌和尺寸的影响很大,添加的螯合剂EDTA对产物形貌和纯度至关重要.用稳态荧光光谱仪分析其光学性能,在室温下观察到了橙色和红色发光.     

固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3催化合成柠檬酸三丁酯

制备固体酸催化剂SO42-/TiO2-Fe2O3,用于柠檬酸三正丁酯的合成试验.考察了反应时间、初始进料物质的量比、催化剂用量对反应产率的影响,反应最佳条件为:醇酸比6:1,催化剂用量2.0g(相对于0.1mol的柠檬酸),加热回流反应时间3h,转化率达94.5%,纯度大于99.0%.     

N掺杂和Cu沉积TiO_2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流—时间（—It）关系曲线表明：掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

PVA控制合成球形碳酸钙

利用聚乙烯醇（PVA）作为有机基质,控制适当的反应条件,模拟碳酸钙的生物矿化,进行仿生合成,制备出了球霰石型的碳酸钙球形晶体.研究了PVA浓度、CaCl2浓度及温度对碳酸钙结晶的影响,表明在给定条件下通过调节PVA的浓度可成功地诱导碳酸钙晶体取向生长形成球形,降低CaCl2的浓度可使形成的球形晶体颗粒增大,改变温度会使球形晶体的表面结构发生变化,可为合成新型材料提供一定的参考意义.