Preparation of Nanocrystalline Alumina under Hydrothermal Conditions

Thermodynamic analysis of phase equilibria in the Al₂O₃-H₂O system at temperatures from 120 to 380°C and pressures from 1 to 70 MPa is carried out, and the dehydration of aluminum hydroxide under hydrothermal conditions is studied experimentally. The results indicate that -AlOOH (boehmite), which commonly appears in experimental phase diagrams, is a nonequilibrium phase in these temperature and pressure ranges. The dehydration rate and mechanism are shown to strongly depend on the crystallinity of the parent aluminum hydroxide and the pressure in the hydrothermal system.__________Translated from Neorganicheskie Materialy, Vol. 41, No. 5, 2005, pp. 540–547.Original Russian Text Copyright © 2005 by Almyasheva, Korytkova, Maslov, Gusarov.     

Superconducting Properties and Microstructure of Nanocrystalline MgB2 Bulk Prepared by Sintering of Ball-Milled Powders

Ultrafine nanostructured MgB₂ bulks with an average grain size less than 10 nm have been fabricated by high-energy ball milling and subsequent high pressure sintering. Microstructural evolution in MgB₂ subjected to high-energy ball milling has been investigated by means of X-ray diffraction (XRD). The finer grain size of MgB₂ powders of about 7 nm has been estimated from Rietveld refinement analysis of XRD data, which is confirmed by a transmission electron microscope (TEM) observation. There is almost no grain growth in the subsequent sintering at low temperature of 600?°C under pressure of 3?C5 GPa for 10?C30 min. The nanocrystalline MgB₂ bulks exhibit the lower onset critical transition temperatures (T _{c onset}) of 32?C33?K. The relative wider width of the magnetic hysteresis loops at high external magnetic field and the higher critical current density (J _c ) are obtained in nanocrystalline bulks. J _c is as high as 10⁵?A/cm² in 8?T at 10?K and 2.7×10³?A/cm² in 4?T at 20?K.     

单分散纳米氧化铟锡粉末的水热合成

以金属铟和锡为原料,于碱性环境240℃水热合成12h并经500℃煅烧2h得到了 粒径为70±10nm,比表面积为11 m²／g的高纯氧化铟锡(ITO)粉末.由SEM、激光粒度测试 仪和BET三种方法分析得到的粉末平均粒径相吻合,证明制备的粉末是单分散状态的.研究 还发现,提高铟锡初始浓度和氢氧化钠过量浓度均有利于小粒径单分散ITO粉末的制备,但 过高的氢氧化钠过量浓度会使粉末出现团聚.     

KTa0.6Nb0.4O3粉体溶剂热和水热法合成的对比研究

以Nb2O5和Ta2O5为前驱反应物，KOH为矿化剂，采用水热法和溶剂热法两种合成工艺制备了KTa1-xNbxO3（KTN）陶瓷粉体．实验结果表明，反应溶剂（水／异丙醇）和矿化剂KOH的摩尔浓度是影响KTN粉体结构和形貌的关键因素．采用水热工艺制备的KTN粉体，当KOH浓度达到3mol／L、反应温度为523K、反应时间8h时，开始出现以焦绿石结构为主的KTN粉体；随着KOH的浓度和反应温度的增加，粉体中的钙钛矿结构成分随之增加，而焦绿石结构则逐渐减少，但始终难以完全消除．采用溶剂热法，在KOH浓度1-2mol／L、反应温度523K、反应时间8h的条件下，合成了立方相钙钛矿结构KTa0.6Nb0.4O3陶瓷粉体，KTN晶粒形状呈规则的立方体，尺寸约为30-50nm；最后对溶剂热法合成纳米粉体的机理进行了分析讨论．     

纳米TiO2粉晶的正电子湮没寿命谱研究

用溶胶－凝胶法制备了纳米ＴｉＯ２微粉。应用正电子湮没寿命谱研究了纳米ＴｉＯ２的界面结构。ＰＡＴ研究表明，ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备的纳米ＴｉＯ２微粉中只存在两类缺陷，即与短寿命成分ｔ１对应的单空位尺寸的自由体积缺陷，以及与中等寿命成分τ２对应的微孔洞缺陷。     

CeO2纳米管的水热合成、表征及性能研究

以P123为表面活性剂,采用水热法合成CeO2纳米管.研究反应时间、反应温度、表面活性剂浓度对CeO2纳米管形成的影响规律.采用TEM、XRD、N2吸脱附仪对样品的微观结构进行表征.并考察CeO2纳米管对亚甲基蓝溶液的催化性能.结果表明,当反应时间为72 h、反应温度为160℃、n(P123):n(CeCl3.7H2O)=1:5时,可制备出单晶结构的CeO2纳米管.所制备的CeO2纳米管外径为40~60nm,内径为20 nm左右,长度为500~1000nm.CeO2纳米管是由Ce(OH)3晶种的溶解再结晶-异向生长-自我卷曲形成的.相对于CeO2纳米颗粒和CeO2纳米棒,CeO2纳米管对亚甲基蓝染料的脱色率有明显提高.这与CeO2纳米管孔道的吸附作用,暴露的高反应活性面(110)和表面有大量缺陷有关.     

Phase Composition of Nanocrystalline Titania Synthesized under Hydrothermal Conditions from Different Titanyl Compounds

Data are presented on the phase composition and physicochemical properties of nanocrystalline TiO₂ powders prepared via hydrothermal treatment of aqueous titanyl sulfate (TiOSO₄), titanyl nitrate (TiO(NO₃)₂), and aqua complex titanyl oxalate acid (H₂TiO(C₂O₄)₂) solutions and amorphous titanyl hydroxide (TiO₂ · nH₂O) gel (synthesized by precipitating H₂TiCl₆ with an excess of aqueous ammonia) at 423 and 523 K for 10 min to 6 h at solution concentrations from 0.07 to 0.5 M. The synthesized samples were characterized by x-ray diffraction, thermogravimetry, transmission electron microscopy, and nitrogen BET surface area measurements. It is shown that, independent of the precursor, short-term (10 min) hydrothermal treatment leads to the formation of nanocrystalline anatase (crystallite size d = 10–30 nm), a metastable form of titania. Upon an increase in hydrothermal-treatment time to 6 h, the systems studied exhibit different behaviors. Nanocrystalline anatase may persist (titanyl sulfate solutions and amorphous titanyl hydroxide gel) or transform into rutile (d = 50–100 nm), the thermodynamically stable form of TiO₂, through recrystallization processes (titanyl nitrate solutions; 0.07 M H₂TiO(C₂O₄)₂ solutions, partial conversion at 423 K and full conversion at 523 K; 0.28 M H₂TiO(C₂O₄)₂ solutions, full conversion at 423 K). Also possible is the formation of mesoporous anatase (0.28 M H₂TiO(C₂O₄)₂ solution, 523 K, 70- to 90-nm aggregates of crystallites, 10- to 20-nm closed pores containing the solution). A model is proposed according to which the formation of mesoporous oxides is possible at comparable rates of anatase nucleation and growth.     

高能球磨纳米CeO2/Zn复合粉末的热压烧结

采用真空热压工艺制备了纳米CeO2/Zn复合材料块体,并用正交实验法研究了热压工艺参数对复合材料块体相对密度的影响.结果表明:随着粉末球磨时间的增加,复合材料块体内纳米颗粒分散越均匀,基体晶粒不断细化;块体的相对密度随着热压温度、压力的提高和保温时间的延长而增加,其中热压温度的影响最大,压力影响次之,保温时间影响最小;制得的纳米复合材料块体可加入到热浸镀锌液中.     

纯/掺杂纳米氧化锆粉体水热法制备研究进展

与氧化锆粉体的其他传统湿化学制备方法相比,水热法显示出更突出的优点,是一种极具发展潜力的制备纳米金属氧化物的湿化学方法.综述了氧化锆的基本性能、不同晶型氧化锆的用途及制备方法,简述了稳定氧化锆的稳定化原理,阐述了水热法制备纯/掺杂纳米氧化锆粉体的研究现状及存在的问题,并展望其未来的发展方向.     

喷雾干燥法制备CeO_2-SiO_2复合抛光粉

以碳酸铈为铈源,以硅溶胶为硅源,通过喷雾干燥法制备Ce O2-Si O2复合氧化物前驱体,再通过煅烧得到复合抛光粉;利用X射线衍射、扫描电子显微镜、激光粒度仪、zeta电位仪对复合抛光粉的晶体结构、表面形貌、粒径分布、zeta电位进行表征,并进行抛光性能研究。结果表明:当Ce O2与Si O2的质量比大于2∶1时,复合抛光粉中的Si O2能完全掺杂到Ce O2中,并且抛光效果优于Ce O2和Si O2抛光粉的;当Ce O2与Si O2的质量比为4∶1时,复合抛光粉的粒径d50为0.985μm,抛蚀量为0.296 0 g,表面划痕少,抛光效果最好。     

制备条件对纳米NiO微粉的影响

用化学沉淀法制备了纳米立方NiO的微粉 ,研究了介质 pH、不同沉淀剂和热处理温度对纳米NiO粒子大小和聚结状态的影响。用NaOH作沉淀剂 ,控制介质 pH为 9～10 ,经 2 70～ 30 0℃热处理 4h ,制备得到粒子尺寸约 5nm ,在水中易重新分散的纳米NiO微粉     

纳米CeO2粉末的制备及应用研究

综述了近年来国内外有关纳米CeO2粉末制备方法的报道,主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、低温燃烧合成法、溶剂热法等,还介绍其在汽车尾气净化催化剂、抛光粉、紫外吸收材料、新型结构陶瓷等方面的应用,最后提出掺杂元素的纳米CeO2粉末的应用前景.     

纳米氧化钛陶瓷的烧结

将醇盐水解制备的纳米氧化钛粉体（～13nm）在500～800℃下煅烧,用XRD研究氧化钛相变过程中粉体的热稳定性,发现在加入0．4wt％的金红石相作为晶种后;晶粒生长受到较好的控制,同时分别在30、57和200MPa下对纳米氧化钛样品进行热压烧结,用密度仪、压汞仪和SEM对烧结前后的样品进行表征后表明,700℃的热压烧结样品已开始致密化,200MPa、800℃热压烧结样品的相对密度为97．2％,此时3～15nm的小气孔仍难以消除,这些小气孔的存在是纳米氧化钛陶瓷在较高的压力下难以完全致密的主要原因．     

溶胶凝胶法制备掺铅钛酸钡纳米晶及其结构相变

采用溶胶－凝胶工艺制备了不同晶粒大小的、掺铅（５ｍｏｌ％）钛酸钡（ＢＰＴ）纳米晶．用ＴＥＭ、ＸＲＤ和ＤＳＣ研究了ＢＰＴ样品的晶粒大小、结构及其相变特性．结果表明,纳米晶ＢＰＴ随着晶粒尺寸的减小,由铁电四方相向顺电立方相过度,并且相变变得弥散．其顺电－铁电相变随着晶粒尺寸的减小而消失．另一方面,随着晶粒尺寸的增加,其铁电四方－铁电正交相交消失,即抑制了其正交相的形成．     

含成形剂的纳米微晶ZrO2粉末压形规律的研究

本文对管道反应制备的纳米微晶ZrO₂（Y₂O₃3mol％）粉末的模压数据进行处理．结果表明,该ZrO₂粉末压形规律遵循黄培云压形方程．根据黄培云压形方程计算出纳米微晶ZrO₂陶瓷粉体的压制模量为11．9～12．7MPa,压制过程的非线性指数为7．15．成形剂量的增加将降低粉末体的压制模量,而其非线性指数却保持不变．结合ZrO₂压坯的孔隙、孔径测定,分析得出纳米微晶ZrO₂粉末理想的成形压力范围应在40-140MPa;这为纳米微晶ZrO₂粉末压形提供了理论基础．     

CoMnNiO超微细粉体的合成及烧结特性

以醋酸盐为原料，用喷雾热分解方法（ＥＤＳ）合成了粒径小于３０ｎｍ的ＣｏＭｎＮｉＯ纳米粉体。粉体压片后，在６００～１０００℃温区处理，ＸＲＤ谱观察了烧结体的不同温度下的晶粒尺寸和相变。烧结体断层的ＳＥＭ观察表明，纳米粉体的烧结体制不同于常规氧化物粉体，纳米粉体中颗粒的亚结构对烧结过程有显著影响。     

微波法制备纳米CeO_2及其光催化性能

以硝酸铈和柠檬酸为原料,采用微波加热法制备纳米CeO2粒子,采用X射线衍射仪和透射电镜对产物进行表征,考察纳米催化剂在太阳光下的光催化活性。结果表明,当微波功率为450 W,微波加热时间为60 s时,制备的样品为萤石型立方结构的纳米CeO2粒子,平均粒径为19.62 nm;以纳米CeO2为光催化剂对次甲基蓝溶液进行降解实验,当催化剂添加质量浓度为0.6 g/L时,日光照射120 min后次甲基蓝的脱色率为82%,较研磨法提高了21%。     

溶胶-凝胶法制备堇青石粉体的固相反应过程和烧结性的研究

将TEOS,镁铝硝酸盐以及一定量的尿素溶于乙醇-水溶液。100℃水浴加热形成凝胶。凝胶干燥后,高温煅烧可得到一种镁铝硅复合氧化物粉体。对在不同温度下煅烧的粉体和1350℃烧结的样品进行X射线衍射分析,发现在煅烧过程中,基体形态经历了从无定形态向晶态α-堇青石的转化过程,并伴随有μ-堇青石相,镁铝尖晶石相和β-石英固溶体的出现和消失。1350℃烧结的样品全部为α-堇青石相,烧结致密度最高达99.5％。以扫描电镜观察该样品的表面形貌,可看出其晶粒呈薄片状。并对纯堇青石的致密化烧结过程进行了探讨。     

络合剂对液相还原法制备纳米铜粉的作用

采用KBH4在液相中化学还原CuSO4,并加入KOH和络合剂EDTA,制得了纳米级的纯净的铜粉。通过调整反应物的浓度,可以消除Cu2O等杂质。研究了络合剂EDTA和氨水对铜粉纯度的影响。