酸性环境下一维纳米AIOOH聚集体形态及"生长基元"模型

晶体生长形态是晶体生长过程中定向发展的结果,除与晶体本身的结构特点有关以外,还与生长环境有关.分析了酸性水热环境下AIOOH产物形貌特征,从原子"聚集体"层面揭示了外界环境pH对AIOOH结晶过程及最终形貌的影响机理.初步构建了一维纳米AIOOH的"生长基元"运动模型.从"生长基元运动"的角度讨论了纳米晶体的结晶过程,指出了pH=3和pH=5环境条件下纳米AIOOH的AI3三聚体[AI3(OH)4(OH2)9]5+、[AI3(OH)5(OH2)8]4+、[AI3(OH)6(OH2)7]3+的特点,用实验样品形貌直接验证了所建模型的正确性.得出"不同的pH决定不同的生长基元,不同的生长基元决定不同的侨联运动过程,并最终决定晶体一维定向生长成单锥晶须或双锥棒状形貌"的结论.     

碱性环境下二维纳米AlOOH聚集体形态及“生长基元”运动

通过构建酸性水热环境条件下的AlOOH"生长基元"模型,揭示了酸性环境下晶体一维成长的机理。构建碱性水热条件下的"生长基元"模型,从原子层面揭示AlOOH发生二维片状定向生长的机理。重点分析pH=10,13条件下的纳米AlOOH的"聚集体"特点以及生长基元运动方式。用实验样品直接验证所构建模型的合理性。并通过X衍射结果佐证不同pH条件下的聚集体形态的存在,并验证了纳米AlOOH的Al 3+双聚体[Al3(OH)4(OH2)9]5+﹑[Al3(OH)5(OH2)8]4+﹑[Al3(OH)6(OH2)7]3+的存在。     

碱性环境下二维纳米AlOOH聚集体形态及“生长基元”运动

通过构建酸性水热环境条件下的AlOOH生长基元模型,揭示了酸性环境下晶体一维成长的机理。构建碱性水热条件下的生长基元模型,从原子层面揭示AlOOH发生二维片状定向生长的机理。重点分析pH=10,13条件下的纳米AlOOH的聚集体特点以及生长基元运动方式。用实验样品直接验证所构建模型的合理性。并通过X衍射结果佐证不同pH条件下的聚集体形态的存在,并验证了纳米AlOOH的Al 3+双聚体[Al3(OH)4(OH2)9]5+﹑[Al3(OH)5(OH2)8]4+﹑[Al3(OH)6(OH2)7]3+的存在。     

纳米AlOOH晶体水热生长习性及成核机理

晶体的生长形态不仅取决于晶体的内部结构,而且还与外部环境有关。通过调控温度、pH添加多组分添加剂的方式,对AlOOH在水热过程中的生长习性进行了全面细致的分析。采用先进的高分辨扫描电镜、透射电镜以及X光衍射仪对实验样品进行了形貌、晶体结构等方面的详细分析和检测,利用扫描电镜附带的能谱仪定性对水热后的颗粒表面进行了元素的定型分析和成分的定量分析。通过对大量实验数据的分析、归纳和整理,揭示了AlOOH在不同介质环境中的生长习性,总结出其生成针状、片状、块状和近球形的椭圆状颗粒的PH特点及温控环境,结合晶体结晶理论,探索了纳米AlOOH晶体的成核机理。     

粉煤灰水热合成A沸石及其生长机理研究

通过对粉煤灰水热制备A型沸石实验和晶体生长过程的研究,发现了A型沸石新的生长过程,并由此提出了新的水热法合成A型沸石的生长机理.实验证明,粉煤灰煅烧特别是加碱煅烧能提高其反应活性,并揭示了水热体系中A型沸石的生长经历了粉煤灰颗粒的溶解→Al( OH)3沉淀→Al(OH)3沉淀溶解→硅铝酸盐凝胶→集聚→初晶(晶核)→完整晶体等阶段. 硅铝酸盐凝胶的集聚是形成晶核的基础,晶核及小颗粒的集聚则是A型沸石晶粒长大的主要方式.     

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。     

KDP晶体的水溶法生长

本文报导了水溶法生长KDP晶体。采用吊晶法测定了KDP晶体的溶解度曲线 ,讨论了溶解度与亚稳态之间的关系 ;确定了KDP晶体生长速率与溶解度曲线的关系 ;利用K2 CO3 调节溶液的pH值 ,实现了z切面点籽晶在溶液中均匀生长 40mm× 40mm× 50mmKDP晶体 ,在[0 0 1 ]和 [1 0 0 ]方向生长速率为 3- 5mm/ 2 4h ;分析了杂质对晶体生长的影响     

β型四钼酸铵的制备及结晶过程

研究了用晶体生长法制备β型四钼酸铵的方法。其制备分2步进行：首先用酸沉法制备四钼酸铵;再以酸沉法制得的四钼酸铵为原料,氨浸后用晶种法制备β型四钼酸铵,其包含2个相关过程（一是晶核的生成过程,控制pH值为1．2;二是晶核的长大过程,控制pH值为2－3）对2种结晶进行差热及热重分析,结果表明用酸沉法制得的为α型四钼酸铵,用晶种法制得的晶体为β型四钼酸铵。用晶种法制得的晶体形貌与用酸沉法制得结晶的晶体形貌相比,颗粒较大且均匀,对四铵酸铵的结晶过程进行了热力学分析和动力学分析,说明结晶反应自发进行的趋势很强,速度也较快。此外,初步探讨了四钼酸铵结晶过程机理和晶型的控制,阐明了晶体生长速度的大小对实际晶体的影响。     

利用纳米铝和沉淀法制备纳米α-Al2O3粉体

以Al(NO3)3·9H2O、氨水和纳米铝粉为原料,采用液相沉淀法制备出Al(OH)3溶胶,经过真空抽滤和高温煅烧获得了纳米α-Al2O3粉体.研究了反应体系pH值、纳米铝粉添加和煅烧温度对Al(OH)3溶胶质量以及Al2O3晶型转化温度的影响.结果表明,反应体系pH值为9时可以获得团聚少、分散性好的Al(OH)3溶胶,添加摩尔分数为3%的纳米铝粉作为籽晶可以使α-Al2O3的转变温度降至1000℃左右.实验获得的纳米α-Al2O3粉体粒度分布均匀,无明显团聚,近似球形,平均粒径约为20 nm.     

不同碱源对Sm（OH）3纳米晶的结构和光催化性能的影响

以Sm(NO3)3·6H2O、氨水、NaOH、乙二胺和二乙烯三胺为主要原料,蒸馏水为溶剂,在水浴条件下分别制得了颗粒状和棒状结构的Sm(OH)3纳米晶.采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和Lambda 950分光光度计分别对产物的物相、形貌和光学性能进行表征,研究了不同碱源对Sm(OH)3纳米晶的结构和光催化性能的影响.结果表明:水浴条件下,弱碱氨水不利于Sm(OH)3纳米晶的结晶生长过程的进行,所得产物呈现非晶颗粒的团聚体;在强碱乙二胺和二乙烯三胺作用下得到了结晶性良好的棒状结构的产物,且棒的长径比的增大有益于产物光催化性能的提高.     

The formation of titania polymorphs under hydrothermal condition

The formation process of crystal polymorphs of titania under hydrothermal condition is studied. According to the experimental results and theoretic analysis, the formation process of crystal polymorphs can be described as a unit process. It includes the formation of growth units, the formation of nuclei through the polymerization of growth unit, and the growth of crystallites. The influence of the environmental phase and growth conditions on the formation of polymorphs is reflected in the changes of the structures of growth units. For example, when changing the pH of the reaction medium, the structure of growth unit with the highest stable energy in the hydrothermal system changes. Then different titania polymorphs can be prepared. The absorption, movement, crystallization or desorption of the growth unit are related to crystalline structure. On the other hand, the formation of crystal inner defects is related to the disturbance of the crystallizing process.     

Synthesization and crystallization mechanism of nano-scale γ-AlOOH with various morphologies

Nano-scale γ-AlOOH with various morphologies,such as whisker,bar,ball,and sheet,was synthesized successfully and controllably through a facile hydrothermal method just by adjusting the pH value of the solvent.Based on the analysis of the experimental data,the growth mechanism of nano-scale γ-AlOOH in the hydrothermal process was established.It is proposed that the growth unit and the growth direction are determined by the pH value of the solution and the growth unit,respectively.One-dimensional γ-AlOOH,such...     

草甘膦结晶动力学研究

结晶动力学研究可以为结晶器设计、结晶过程放大和优化以及结晶过程控制提供重要的基础数据。测量了草甘膦在工业溶液中的溶解度与温度的关系;使用连续的混合悬浮、混合产品排出(mixed suspension mixed product remove, MSMPR) 理想结晶器,用外推法得到了草甘膦结晶粒度无关生长动力学模型以及粒度相关的生长动力学模型,并得到了成核速率模型。 实验表明:草甘膦的溶解度随温度的变化较快,使用冷却结晶的方法可以实现草甘膦的生产;草甘膦的晶体生长速率与晶体的粒径相关;在实验条件下,悬浮密度和能力输入对成核速率的影响不大。     

Study on buoyancy convection phenomenon in the crystal growth process

Real-time phase shift Mach-Zehnder interference technique, imaging technique, and computer image processing technique were combined to perform a real-time diagnosis of NaClO₃ crystal, which described both the dissolution process and the crystallization process of the NaClO₃ crystal in real-time condition. The dissolution fringes and the growth fringes in the process were obtained. Moreover, a distribution of concentration field in this process was obtained by inversion calculation. Finally, the buoyancy convection phenomenon caused by gravity in the crystal growth process was analyzed. The results showed that this convection phenomenon directly influences the growth rate of each crystal face in the crystal. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10672171 and 10432060) and Knowledge Innovatiou Program of CAS (Phase III)     

降温模式对磷酸一铵结晶动力学的影响

冷却结晶是磷酸一铵生产过程中重要的分离提纯步骤. 研究了线性降温、自然降温、先恒温再降温以及阶梯降温四种不同降温模式下磷酸一铵的结晶过程,建立了描述该过程的模型,并通过测定结晶过程的浓度衰减数得到了四种模式下的磷酸一铵的生长动力学参数. 结果表明,不同降温模式下的磷酸一铵的生长级数都为1,但是质量沉积常数受降温模式影响较大,其中自然降温下质量沉积常数的值最大. 所得晶体的粒径分布结果也表明线性降温模式下磷酸一铵晶体的平均粒径最大.     

杂质对于磷酸二氢铵结晶的影响

采用间歇结晶法研究了杂质Fe~(3+)、Al~(3+)、F~- 、SO_4~(2-)对MAP结晶的影响.实验结果表明:Fe~3 、Al~(3+)对于MAP成核和晶体生长均有明显的阻碍,随着其浓度的增加,介稳区变宽,诱导时间延长,结晶生长速度变慢,晶体由棱柱状变为针状,粒径减小,直至成细粉状;随着Mg~(2+)含量增加,介稳区略有增大,晶体的平均粒径减小,单晶长径比略有变小;F~-浓度的增大,介稳区宽度略有增大,晶体粒径略有减少,单晶长径比逐渐减小,晶体由长柱状变为方柱状;SO_4~(2-)对于KDP结晶过程影响很小.研究结果对于工业级磷酸二氢铵的生产有重要的指导意义.     

尿素/Stoke体系球衣菌对针铁矿生物矿化的调制作用

以城市污水处理厂二沉池活性污泥中的细菌作菌种，通过富集、划线分离等培养方法在Stoke、尿素2种培养基培养中，成功培养出比较纯的球衣菌。加入FeCl3，采用TEM和FTIR对不同矿化体系中微生物矿化过程和产物进行了观察和分析，结果表明生物分子能控制水溶液中铁离子及氢氧化铁凝胶的成核机制，结晶相和晶体的生长速度。同时，矿化过程还受细菌生长环境的影响。     

硫酸钾晶体生长速率的研究(Ⅰ)

采用流化床对硫酸钾晶体生长速率进行研究。实验表明：硫酸钾晶体生长线速率随溶液过饱和度、粒径增大而加快，与流速关系不大。硫酸钾结晶过程在实验研究范围内，属于表面反应控制。添加剂的加入不但影响晶体的生长速率，还影响其晶习。