Dy2O3纳米颗粒的制备及其光学特性

以四水碳酸镝(Dy_2(CO_3)_3·4H_2O)为镝源,Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中热重-热差(TGDTA)分析为依据,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UVVis)分别表征了Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中热分解产物的物相、形貌和光学特性。研究结果表明,Dy_2(CO_3)_3·4H_2O在空气中的热分解过程主要分为两个阶段,第一阶段是在室温～285℃之间Dy_2(CO_3)_3·4H_2O失去结晶水变为Dy2(CO3)3,第二阶段是在285～700℃范围内Dy2(CO3)3经过受热分解生产了Dy_2O_3,在700℃下保温15 min获得了Dy_2O_3纳米颗粒。Dy_2O_3纳米颗粒具有较强的光吸收能力。此外,在波长为300～400 nm的范围内,Dy_2O_3纳米颗粒具有较宽的光吸收带。     

热分解法制备纳米粒状Pr_6O_(11)及其光吸收特性的研究

以六水草酸镨Pr_2(C_2O_4)_3·6H_2O为镨源,通过热分解法制备纳米粒状Pr_6O_(11)。借助热重-差热(TG-DTA)曲线研究了六水草酸镨在空气中的热分解过程。利用X射线衍射仪、扫描电镜以及紫外-可见分光光度计分别表征了六水草酸镨在空气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明,六水草酸镨在空气中的热分解过程主要分为两个阶段:第一阶段是室温～300℃,大片状六水草酸镨失去吸附水和结晶水变为小片状Pr_2(C_2O_4)_3;第二阶段是300～800℃,小片状Pr_2(C_2O_4)_3受热分解成小薄片状Pr_6O_(11)。纳米粒状Pr_6O_(11)在900℃下保温10 min获得,其对可见光的吸收能力显著优于小薄片状Pr_6O_(11)。     

温度对草酸钕热分解为氧化钕形貌和光学特性的影响北大核心

以碱式碳酸钕(Nd2(C2O4)3·10H2O)为原料,Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中热重-热差(TG-DTA)分析结果为依据,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明,Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中的热分解主要分为3个阶段,第一阶段是室温至300℃,Nd2(C2O4)3·10H2O受热失去结晶水变为Nd2(C2O4)3;第二阶段是300~600℃,Nd2(C2O4)3受热分解为中间产物Nd2O2CO3;第三阶段是600~750℃,Nd2O2CO3受热分解为Nd2O3。在950℃时Nd2(C2O4)3·10H2O受热分解并保温15 min获得了Nd2O3纳米颗粒。随着Nd2(C2O4)3·10H2O热分解温度地升高,获得的Nd2O3颗粒越细,对光的吸收能力就越强。特别是Nd2O3纳米颗粒对光的吸收出现了一些较强的吸收峰和较宽的吸收带,可以极大的拓展Nd2O3纳米颗粒的光学特性应用范围。     

偏钒酸铵在空气中热分解产物形貌的演变

以偏钒酸铵(NH_4VO_3)在空气中热分解的热重-差热(TG-DSC)分析为依据,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了偏钒酸铵在空气中热分解最终产物的物相和偏钒酸铵在空气中升温到DSC曲线不同拐点温度分解产物的形貌。研究发现,偏钒酸铵在空气中热分解有两个阶段,第一阶段出现了中间相(NH_4)_2O·2V_2O_5,第二阶段出现了热分解产物由无定形状态转变成晶体的过程。偏钒酸铵在空气中不同阶段下热分解产物的形貌基本上是不规则的片状,但是最终产物V_2O_5的厚度较均匀。     

空气中热分解草酸铌制备多孔结构Nb_2O_5试验研究

研究了采用热分解法分解草酸铌制备多孔结构Nb_2O_5,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征草酸铌在空气气氛中的热分解最终产物的物相和形貌。结果表明,草酸铌在空气气氛中的热分解过程分为3个阶段:第1阶段,室温~200℃,草酸铌失去吸附水和结晶水;第2阶段,200~330℃,草酸铌中NH+4和草酸根离子分解;第3阶段,330~630℃,草酸铌热分解产出CO_2,630℃时草酸铌分解完全,产物为孔洞较深的多孔结构Nb_2O_5。     

纳米La_2O_3粉晶的制备及其表征

以La(NO_3)_3·6H_2O、NH_4HCO_3和聚乙二醇为原料,利用沉淀法制备了纳米La_2O_3粉体,利用XRD,TG-DTA和TEM等测试方法对干凝胶热分解过程及最终形成的纳米La_2O_3粉体进行了分析和表征,XRD法考察了前驱体在不同热处理条件下产物物相和晶粒度的变化情况,实验结果表明,在适当工艺参数下,前驱体经720℃,1h焙烧所得产物为平均粒径小于50nm的La_2O_3粉体.     

尺寸形貌可控Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O和Y_2O_3的制备及其形成机制

以硝酸、氨水、硝酸铵、商业氧化钇及草酸为初始原料,加入分散剂聚乙二醇(PEG2000)及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS),采用改进的草酸沉淀工艺成功制备氧化钇前驱体Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O及经随后的焙烧工艺获得最终产品Y_2O_3粉体。具体工艺中,将一定浓度的小体积Y(NO_3)_3溶液滴入大体积氨水-硝酸铵混合溶液中形成Y(OH)_3溶胶,整个滴入过程体系pH值保持稳定,然后将85℃温度下的饱和草酸溶液滴加入上述制备的Y(OH)_3溶胶中,进行沉淀转化以制备钇草酸盐前驱体Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O,继而经焙烧工艺成功制备Y_2O_3粉体。X射线衍射技术(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征表明:前驱体Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O具有立方晶体结构,有轻微的团聚,经950℃焙烧2 h后,尽管失去了O,C和H,立方相Y_2O_3产品完整地保留了前驱体的形貌特征。进一步,主要通过调整表面活性剂SDBS/分散剂PEG2000质量比及改变草酸沉淀转化终点pH值来考察其对Y_2O_3产品尺寸及形貌的影响。不同条件下制备的Y_2O_3粉体扫描电子显微镜(SEM)表征表明:精确控制实验条件,特别是控制草酸沉淀转化过程终点pH值,可制备出形貌和尺寸可控的Y_2O_3粉体,当草酸沉淀转化过程中终点pH值小于1.8时,制备的Y_2O_3粉体粒径在1μm以下。另外,基于前驱体Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O在空气气氛下的差示-热重(TG-DSC)分析结果,其热分解过程应为:Y(NH_4)(C_2O_4)_2·H_2O→Y(NH_4)(C_2O_4)_2→Y_2O_2CO_3→Y_2O_3。     

水热合成不同形态氧化钇的制备工艺及生长机制

以六水硝酸钇(Y(NO_3)_3·6H_2O)为原料,通过调整沉淀剂(NH_3·H_2O或CO(NH_2)_2)、分散剂(C_2H_6O)或模板剂(C_3H_8O_3),采用水热法制备了3种不同形态的微米级氧化钇颗粒,分析了3种形态氧化钇的生长机制。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)分别对制备过程中的含钇化合物以及含钇氧化物的形态、尺寸与相结构进行表征。实验结果表明:氨水作为沉淀剂与硝酸钇溶液水热反应后生成了棒状Y_2NO_3(OH)_5·1.5H_2O,加入丙三醇(C_3H_8O_3)后生成杨桃状Y_2(OH)_(5.14)(NO_3)_(0.86)·H_2O;以尿素为沉淀剂与硝酸钇和乙醇反应后生成球状Y(OH)CO_3。经过煅烧后,3种水热反应产物均转变成为体心立方型Y_2O_3,其形态分别继承了水热反应产物的棒状、杨桃状和球状形态;Y_2O_3的晶粒尺寸小,颗粒分布均匀;晶体生长所需能量满足二维生长趋势时形成棒状Y_2O_3;加入H原子成角度分布的模板剂丙三醇(C_3H_8O_3)形成杨桃状Y_2O_3;分散剂乙醇(C_2H_6O)使晶体各个方向均匀生长,形成球状Y_2O_3。     

砷酸钙与碳粉混合共热解过程解析

研究了砷酸钙与碳粉体系共热解反应过程。利用热重分析仪监测不同升温速率下,砷酸钙与碳粉质量比为4∶1混合物在氩气气氛、加热区间温度30～1 200℃过程中的失重情况,并采用XRD表征各失重阶段残余物。结果表明,混合体系失重过程分为三个阶段:第一失重阶段,温度240～325℃,Ca_2As_2O_7·H_2O脱水生成Ca_2As_2O_7;第二失重阶段,温度560～668℃,Ca_2As_5O_7到Ca_3(AsO_4)_2的晶型转变及Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca(OH)_2失水生成Ca_5(AsO_4)_3和CaO;第三失重阶段,温度904～1 120℃,碳还原砷酸钙反应生成CaO和砷蒸气。动力学模型拟合结果表明:相边界反应动力学模型能较好地解释砷酸钙与碳粉共热解第三个失重阶段的反应机制。     

八水碳酸镨的热分解及其动力学分析

采用碳酸氢钠和氯化镨制备八水碳酸镨颗粒后,运用TG-DSC技术,在不同程序升温下,研究八水碳酸镨(Pr_2(CO_3)_3·8H_2O)的热分解过程。分别采用Ozawa-Flynm-Wall法、Kissinger法、Crane法和Coats-Redfem法确定其热分解动力学参数。TG-DSC表明,八水碳酸镨热分解过程为3个阶段,第一阶段为脱水反应,第二阶段碳酸镨分解为Pr_2CO_5,第三阶段为Pr_2CO_5分解为Pr_6O_(11)。运用Coats-Redfem积分法得出第二阶段反应的反应机理受二维扩散机理控制,第三阶段反应的反应机理受成核和生长机理控制。在确定了八水碳酸镨热分解反应机理函数的前提下,实验计算得出三阶段反应的表观活化能E分别为47.24 kJ·mol~(-1)、220.94 kJ·mol~(-1)、120.71 kJ·mol~(-1);指前因子A分别为5.80×10~4 S~(-1)、1.35×10~(11) S~(-1)、6.22×10~2 S~(-1);第一阶段和第二阶段反应级数约为1,第三阶段反应级数为0.88。     

纳米LaAlO_3的制备及光谱性质

以La(NO_3)_3·6H_2O,Al(NO_3)_3·9H_2O为氧化剂,C_2H_5NO_2为还原剂,采用溶液燃烧法制备了纳米LaAlO_3粉体。在理论摩尔比为3∶3∶10的条件下,探讨了焙烧温度、焙烧时间对产物的影响。利用XRD、SEM、UV对产物进行了表征,确定了合成纳米LaAlO_3的最佳合成条件为700℃、4 h,并对合成的最优产物测其荧光光谱图。     

微波-超声波协同制备纳米球形氧化镝

在微波-超声波协同作用下,采用尿素为沉淀剂,与一定浓度的DyCl_3溶液充分反应之后,得到Dy_2O_3前驱体(Dy(OH)CO_3·H_2O),煅烧后得到纳米球形Dy_2O_3。探究了Dy~(3+)浓度、尿素浓度以及超声波功率对Dy_2O_3前驱体微观形貌的影响。采用扫描电子显微镜、同步热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对Dy_2O_3前驱体煅烧前后的微观形貌、微观结构进行了表征,对煅烧分解机理进行了分析。结果表明:当控制Dy~(3+)浓度0.045 mol/L,尿素浓度2.5 mol/L,微波功率500 W,超声功率800 W,超声波模式1∶2,反应时间1 h,反应温度90℃时,可以得到粒径均一、表面光滑、分散程度好且粒径约为220 nm的Dy(OH)CO_3·H_2O。在800℃的煅烧温度下该前驱体可完全分解,最终得到粒径约为200 nm的纳米球形Dy_2O_3。     

氯化镨气溶胶的高温热解机制研究

以PrCl_3气溶胶为前驱体,在微纳米尺度研究了PrCl_3在空气氛围中的高温热解行为,分别用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对热解产物的物相组成和微观形貌进行表征分析。一般地,通过煅烧Pr_2(C_2O_4)_3或Pr_2(CO_3)_3得到的氧化镨是非化学计量比形式的Pr_6O_(11),然而PrCl_3气溶胶在空气氛围中的热解产物中生成了具有化学计量比形式的二氧化镨(PrO_2)。PrCl_3气溶胶热解产物的XRD分析结果表明:在600℃时的热解产物为Pr(OH)_2Cl和少量PrOCl,700～1000℃时为Pr(OH)_2Cl,PrOCl和PrO_2,1100℃时为PrO_2和少量的Pr(OH)_2Cl物相,随着热解温度的升高热解产物中PrO_2的含量逐渐增多。以热力学摩尔最小吉布斯自由能变为判据分析了PrCl_3热解生成PrO_2时的热力学趋势及其可能的热解化学反应途径;根据产物的形貌特征及热解过程的特点,探讨了导致PrCl_3气溶胶热解生成PrO_2的潜在原因;采用热重分析-示差扫描量热(TG-DSC)研究了PrO_2在空气氛围中的热稳定性,结合PrO_2静态焙烧产物的物相组成明晰了在300～1100℃范围内PrO_2的热解转化方向,通过热力学计算分析了不同形式氧化镨相互转变的化学反应途径。是对氯化镨热解机制及氧化镨性质认识的重要补充,并为研究其他金属氯化物的热解机制提供了一种新方法与思路。     

水热法制备负极材料NiFe2O4的电化学性能研究

以Ni(NO_3)_2·6H_2O和Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料,通过水热法制备了尖晶石型NiFe_2O_4前驱体,探讨了热处理温度对NiFe_2O_4材料性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流充放电测试技术对材料晶体结构、形貌特点和电化学性能进行了表征测试。试验结果表明,合成的材料为球形纳米颗粒,400℃下热处理的NiFe_2O_4材料具有最好的循环性能,在100 mA/g的电流密度下,经过20次循环后,比容量保持在588 mAh/g。     

沉淀法制备微米四氧化三钴试验研究

研究了以氯化钴为钴源,采用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢铵沉淀体系制备Co_3O_4。以碳酸氢铵为沉淀剂制备前驱体,煅烧后制得四氧化三钴。结果表明,物质的量比是影响前驱体物相的主要因素:碳酸氢铵与氯化钴物质的量比≤3∶1时,前驱体为碱式碳酸钴(Co(CO_3)_(0.5)(OH)·0.11H_2O);碳酸氢铵与氯化钴物质的量比为4.5∶1时,前驱体为碳酸钴(CoCO_3)和复合碱式碳酸钴((NH_4)_2Co_8(CO_3)_6(OH)_6·4H_2O)的混合物。采用该体系,在物质的量比4.5∶1,氯化钴质量浓度13 g/L、反应温度60℃、反应时间10 h条件下,所得Co_3O_4粉体粒度分布均匀且范围窄,D_(50)为9.08μm,形貌为类球形。     

采用方波伏安法研究Nd_2O_3在NdF_3-LiF熔盐中的溶解度和溶解速度

采用方波伏安法,在石墨电极上测定了NdF_3-LiF-Nd_2O_3熔盐体系中氧离子的氧化过程。得出了氧离子氧化峰值电流密度Ip和Nd_2O_3浓度之间的关系曲线,通过最小二乘法建立了如下的方程式:Ip=0.09594[Nd2O3]+0.00497。由该方程式得到的氧化钕浓度(%,质量分数)与X射线荧光光谱(XRF)测试结果比较,平均误差为5.405%。通过方波伏安曲线及该方程式表征了Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中的溶解度和溶解速度。Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中的溶解是一个吸热过程。随着温度的升高,Nd_2O_3的溶解度呈线性增加,随着Nd F3浓度的增加,Nd_2O_3溶解度也随之增加。温度为1200℃时,当支持电解质中NdF_3浓度从70%(质量分数)增加到90%(质量分数)时,Nd_2O_3溶解度增加1.3%,Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中溶解速率在10 min左右达到最大值,该值与电解质组成几乎无关。当NdF_3∶Li F=90∶10(质量比),T=1200℃条件下氧化钕的溶解速度在10~20 min内保持最大值,其值为0.057%·min-1。     

溶胶-凝胶工艺制备氮化铝陶瓷超细粉末

采用硝酸盐-有机物低温燃烧反应溶胶-凝胶工艺,以硝酸铝(Al(NO_3)_3·9H_2O)、葡萄糖(C_6H_(12)O_6·H_2O)、尿素(CO(NH_2)_2)为原料,制备出粒度细小、混合均匀的铝源和碳源的混合前驱物,然后以该前驱物为原料进行碳热还原反应制备氮化铝粉末。研究表明,氮化铝的生成温度降低,在1350℃时即有大量氮化铝生成,1550℃时仅用90 min即可实现完全转化。SEM分析结果表明合成粉末为粒度分布均匀的纳米级(～100 nm)粉末。     

6061铝合金表面稀土铈盐法处理工艺研究

采用稀土盐Ce(NO_3)_3·6H_2O作为主盐、H_2O_2为强氧化剂,研究出新型6061铝合金无铬转化工艺,并通过抗蚀性能测试、转化膜膜厚测试等方法对其转化后的耐腐蚀性能进行分析。结果表明,最佳成膜工艺参数,Ce(NO_3)_3·6H_2O浓度为15g·L~(-1);H_2O_2浓度为4m L·L~(-1);处理温度为35℃,处理时间为10 min;pH为3.5。稀土铈转化膜的生成可以显著降低6061铝合金的腐蚀速率,提高金属基体的耐腐蚀性能。     

热离解法制取AMT的研究

偏钨酸铵(AMT)是钨冶炼过程中的中间化合物,典型的AMT分子式为:3(NH_4)_2O·12WO_3·nH_2O或(NH_4)_6H_2W_(12)O_(40)·H_2O。其结晶形状为六角形八面体、外观白色或略带黄色,极易溶于水,(25℃时的水溶性大于300g/100mlH_2O)、水溶液呈微酸性(pH3～4),是一种活性很高的材料。     

砷酸钙渣形成类型的热力学分析

Ca-As盐的形成发生于含砷溶液的钙盐沉淀及砷在地下水迁移的过程中。通过热力学计算,绘制了25℃时Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系热力学平衡图,并考察了Ca/As摩尔比对沉淀的物相组成及沉淀效果的影响。结果表明,在0pH14范围内,Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系可形成4种固体物相,分别为CaHAsO_4·H_2O(_s)、Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)、Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O(_s)。当Ca/As2时,CaHAsO_4·H_2O(_s)和Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)的稳定区随着pH的增大而缩小,Ca_5(AsO_4)_3OH的稳定区随pH增大而扩大。当Ca/As2时,Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O_((s))才能形成。结合已有研究,认为要达到理想的脱砷效果,Ca/As应该大于2,且溶液中应该保持较高的游离钙浓度。