化学法制备Cu_2O及其粒径形貌控制机理研究

以硫酸铜(CuSO4)、水合肼(N2H4·H2O)、氢氧化钠(NaOH)为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高分子模板剂,采用化学沉淀法制备氧化亚铜(Cu2O)微晶。利用单因素试验,分析了NaOH浓度、反应温度、PVP用量对Cu2O粒径和形貌的控制机理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对产物物相、形貌和粒径进行表征。结果表明:NaOH浓度2 mol/L,反应温度70℃,PVP用量1.6 g/L时,所制备的Cu2O微晶粒径最小,且分布均匀,其平均粒径为30nm,形貌为类球形。     

工艺条件对溶液雾化氧化法制备Co_3O_4粉末的影响

以CoCl2·6H2O为原料,采用溶液雾化氧化法制备Co3O4粉末,对反应温度、溶液浓度、载气压力等工艺条件对产物粒子形貌及粒度分布的影响进行系统研究.结果表明,反应温度对Co3O4粉末的形貌和粒度都有影响,高温下粉末粒度较小,球形度较好,但温度过高会导致粒子团聚;COCl2·6H2O溶液的浓度对Co3O4粉末粒度也有影响,高浓度下所得Co3O4粉末的粒径较大;雾化压力增大,有利于得到颗粒分布均匀、分散性好的Co3O4粉末,但粉末粒度随之增大.在反应温度为850℃、CoCl2·6H2O溶液浓度为1.5 mol/L、雾化压力为1.5×10 5Pa的条件下,反应较完全,可制备物相单一的Co3O4粉末,产物为均匀分布的球形粉末,且粒度分布较窄.     

电池级Co3O4的制备

研究了用碳铵直接沉淀氯化钴制备前躯体进而煅烧制备电池级Co3O4的工艺.主要考察了氯化钴溶液中钴离子浓度、溶液起始pH值、沉淀反应温度、沉淀反应时间等对前躯体粒度分布的影响,以及前躯体煅烧温度、煅烧时间对产物Co3O4颗粒形貌、粒度的影响.XRD研究表明,用该方法制备的前驱体粉末为无定形的碱式碳酸钴,经过煅烧后生成均匀分散的Co3O4粉末.XRD、SEM、粒度分布、振实密度等测试对煅烧产物进行了性能表证,结果显示产物具有标准Co3O4晶型结构,结晶良好,粉末具有规整的颗粒形貌,并且具有较好的分散性,平均粒径l～5 μm,振实密度2.1 g·cm-3,满足电池级Co3O4的要求.     

稀土钼系杂多化合物对苯酚过氧化氢羟化反应催化活性的影响

本文研究了稀土钼系杂多化合物(NH4)12H10[Nd4Mo28O104(H2O)12]·22H2O对苯酚过氧化氢羟化反应的催化性能。探讨了反应温度、反应时间、反应介质、反应体系pH及n(phOH)／n(H2O2)(摩尔比)等对苯酚羟化反应催化活性的影响。实验结果表明以甲醇为溶剂,用合成的稀土钼系杂多化合物为催化剂添加适量的V2O5,体系pH为5．o,n(phOH)／n(H2O2)=11．5,反应温度为343K,反应5小时,苯酚的转化率达41.00％,对苯二酚的产率为37．85％。     

固液界面反应法制备针状草酸钴粉体

以钴粉和草酸(H2C2O4)为原料,采用固液界面反应法制备针状草酸钴(Co2C2O4·2H2O)粉体.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光粒度仪对粉体进行表征,研究反应温度、钴粉浓度、草酸与钴粉的计量比以及无机酸的种类和用量对草酸钴粉体的形貌和长径比的影响.结果表明,反应温度为30℃时草酸钴粉体多为颗粒状...     

草酸盐共沉淀前驱体的热分解过程

研究前驱体热分解过程对制定Ni-Co预合金粉末的制备工艺有一定的指导意义,故采用差热和热重分析法对草酸盐共沉淀前驱体(Ni0.7Co0.3C2O4·2H2O)在氩气和空气中的热分解过程进行研究,并对分解产物进行了物相分析和形貌观察.结果表明: 前驱体在这2种气氛下的热分解机制完全相同; 分解过程分2步进行,第1步脱去结晶水分子(Ni0.7Co0.3C2O4·2H2ONi0.7Co0.3C2O4 2H2O↑),第2步无水前驱体分解成Ni-Co合金粉末和CO2; 但是,最终的固体产物不同,因为在空气中,生成的Ni-Co合金粉末又与氧气反应,最终得到的固体产物是氧化物(NiO和Co3O4),而在氩气中,最终的固体产物仍然是Ni-Co合金粉末.     

高压水热合成法制备纳米Co_3O_4粉末及其过程机理

以Co(At)2·4H2O为原料,采用高压水热合成法,于氧分压4 MPa、200℃下水热反应20 h制备纳米氧化钻粉末.采用比表面积分析仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)等对产物进行分析和表征.结果表明,产物为单一相成分的立方相尖晶石结构Co3O4,比表面积平均粒径为52.7 nm,具有球形形貌特征.Co3O4的高压水热合成机理是钴离子水解产物中部分Co2+的羟基配合物被氧化成Co2+的羟基配合物,形成[Co(OH)4]2-与[Co(OH)6]3-配位多面体生长基元,随后生长基元通过缩聚反应形成近程有序的Co3O4原子团.Ac-的表面吸附有效地阻碍了Co3O4的各向异性生长与连续晶粒长大.     

废旧钴酸锂材料中Co3O4水热反应机理

多次充放电循环后的废旧钴酸锂电池中,正极材料LiCoO2会发生相变产生Co3O4,导致锂离子的传导速率降低,电化学性能下降。为了研究Co3O4水热修复为LiCoO2的机理,以纯Co3O4为试验对象,在LiOH溶液中进行水热反应试验。采用正交试验和单因素试验的方法来探索H2O2用量、水热温度、反应时间和初始Li+浓度四个因素对反应后LiCoO2产率的影响规律,并借助SEM、XRD、XPS等手段对水热反应前后材料的微观形貌、物相组成和钴元素化合价态进行了综合分析。结果表明：Co3O4可以在LiOH溶液中发生水热合成反应,在加入H2O2溶液作为氧化剂的条件下生成LiCoO2。各因素对水热合成LiCoO2反应的影响顺序为：H2O2用量>水热温度>反应时间>初始Li+浓度。在水热温度220 ℃、反应时间6 h、H2O2用量0.3 mL/g、初始Li+浓度3 mol/L的条件下,LiCoO2的产率为80.72%。     

脉冲电磁场对草酸钴形貌的影响

在脉冲电磁场(PEMF)作用下,采用常规沉淀方法制备了椭球形的草酸钴粉体。利用XRD以及SEM分别对产物的物相和形貌进行了表征;采用差分盒维法计算了草酸钴粉末团聚体的表面分形维数。结果表明:以氯化钴为原料、草酸铵为沉淀剂制备的产物为β-CoC2O4.2H2O;随着脉冲电压由200V增加到800V,草酸钴颗粒的形貌由棒状转变为椭球状,分形维数逐渐增大;脉冲电压大于800V时,草酸钴的形貌又向棒状转变,分形维数开始减小;以草酸钴为前躯体制备的Co粉表现出很好的形貌继承性。     

从钒浸出液中沉淀结晶型钒酸铁试验研究

研究了常压下向钒浸出液中加入硫酸铁沉淀结晶型Fe4(VO4)4.5H2O,考察了温度、pH和添加剂C对沉淀产物钒酸铁的影响。对沉淀产物进行X-射线衍射(XRD)分析和电子扫描电镜观察,结果表明:沉淀产物的n(V)/n(Fe)和钒沉淀率随pH和温度的升高而下降;加入添加剂C有利于钒酸铁的结晶,同时提高产物的n(V)/n(Fe)和钒沉淀率;最佳沉淀条件为:pH为2~3,反应温度90℃,反应时间72 h,加入添加剂C,此条件下,沉淀产物为Fe4(VO4)4.5H2O,n(V)/n(Fe)接近于1,粒度尺寸主要分布在5~15μm范围内,钒沉淀率在97%以上,。     

反应温度对纳米碳化钒(V_8C_7)制备的影响

使用偏钒酸铵和纳米炭黑为原料,先制备前驱体粉末,再将前驱体粉末在一定温度下热处理得到纳米V8C7粉末.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同温度下反应产物的相组成和微观结构进行了分析.结果表明:反应温度对纳米碳化钒制备过程中的相组成和微观结构具有重要影响;随着温度升高,将发生NH4VO3→V2O5→V2→V5O9+V407→V2O3→VC1-x→V8C7的相转变,反应产物的粒度呈增大→减小→增大的变化趋势,1100℃时粉末显示较好的分散性,并且主要由直径100nm左右的球形颗粒组成.     

水热法制备片状花簇Co_3O_4微纳结构超疏水表面及其性能

采用水热法在铝片基底表面成功制备了片状花簇Co3O4超疏水表面,利用X射线衍射和扫描电镜研究了前驱体及终端产物的成分结构和表面微观形貌;探讨了水热反应时间对Co3O4表面微观形貌结构的影响,详细分析了微观结构随反应时间的演变过程;结合Cassi-Baxter复合模型分析了Co3O4超疏水表面的润滑性能;利用强压水柱对Co3O4超疏水表面进行了抗冲击稳定性试验。结果表明,反应时间为10h时得到的片状花簇Co3O4超疏水表面的性能最佳,并具有良好的抗水冲击性能。     

乙二醇还原制备超细钴粉

以硝酸钴、碳酸钴和硫酸钴为原料,制备Co(OH)2,乙二醇为溶剂和还原剂,制备了分散性较好的球形超细钴粉。研究了不同钴盐制备的前驱体Co(OH)2对后续反应的影响及单位体积乙二醇中Co(OH)2和NaOH加入量及反应时间、温度和添加剂对钴粉的粒径和形貌的影响。用SEM和XRD测试钴粉的粒子形貌、晶体结构。结果表明,乙二醇还原的钴粉为球形,晶体结构以面心立方为主,平均粒径0.8μm,钴含量>99.5%。     

新型铋黄颜料的制备

以Bi（NO3）3·5H2O、NH4VO3和（NH4）6Mo7O24为原料,研究了浓度、pH值、反应温度、反应时间等工艺条件对纳米级钒钼酸铋（铋黄）粉末制备的影响。采用X射线粉末衍射表征其物相结构,透射电子显微镜表征产物的形貌和微观结构。产物粒径及比表面积采用激光粒度分布测试仪和比表面积测试仪测定。研究结果表明：采用此技术制备的纳米级铋黄颜料,与同类颜料比较性能优越。     

pH值和温度对酸性铵盐沉钒影响研究

利用钒渣钠化焙烧-水浸工艺得到的钒浸出液为原料,进行了酸性铵盐沉钒试验、多钒酸按溶解度测定试验和x射线衍射表征,研究了温度为75～95℃和pH值为2.0～5.0范围内,温度和反应终点pH值对酸性铵盐沉钒沉钒的影响.研究结果表明:随着pH值的降低和沉淀温度的升高,沉淀产物晶体物相和杂质含量显著变化.pH值从5.0下降到2.0的过程中,沉淀产物中(NH4)4Na2V10O28·10H2O和(NH4)6V10O28·6H2O逐渐转化为NH4V3O8·O.5H2O,钒沉淀率显著上升,同时沉淀产物中钠、钾和硫含量显著降低;在pH值4.0～5.0范围内,随着温度的上升,沉淀产物由(NH4)4Na2V10O28·10H2O转化为(NH4)6V10O28·6H2O,钒沉淀率上升,同时沉淀物中钠和钾含量降低,所包裹的硫含量增加,沉淀温度为75℃时,沉淀产物主要为(NH4)4N2V10O28·10H2O,沉淀物中钾含量处于0.140%～0.161%之间,硫含量处于0.010%～0.017%之间;在pH 2.0～3.0范围内,沉淀产物主要为NH4V3O8·O.5H20,随着温度的上升,水解产生的多钒酸钠和多钒酸钾中的钠和钾被铵所取代生成NH4V3O8·O.5H20,沉淀产物中钠和钾含量降低,沉淀的最佳工艺条件为pH2.0～2.5,温度为95℃以上,反应2h后,钒沉淀率达99.38%以上,沉淀物中钠,钾和硫含量分别降低至0.300%,0.090%和0.039%.     

草酸沉淀法制备大颗粒氧化钇工艺研究

采用草酸沉淀法研究制备了大颗粒氧化钇,并对各制备条件对氧化钇粒度影响进行了分析讨论.同时,结合不同煅烧温度下产物的XRD谱图,对煅烧产物进行物相分析,探讨煅烧过程中产物的晶型转变,并利用SEM观察产物形貌.结果表明:提高酸度、沉淀反应温度、延长陈化时间以及降低加料速度均可以有效增大氧化钇粒度;XRD曲线表明沉淀反应制得前躯体的主要成分为Y2(C2O4)3·10H2O,且当前躯体于400,600,800,1000℃煅烧时,所得产物分别为Y2(C2O4)3·2H2O,YOOH,Y2O3,Y2O3;前躯体形貌与最终的氧化物产品形貌存在一定的相似性,均是由小颗粒形成的团聚体,但颗粒粒度存在较大差异.因此,由实验得出了草酸沉淀法制备大粒度氧化钇的工艺条件,且按此工艺条件制备出粒度大于50μm的氧化钇产品,颗粒分散均匀.此外,本工艺操作简单,产品质量稳定,易于推广,可实现产业化.     

自蔓延高温合成正极材料LiCoO_2的工艺研究

采用自蔓延高温合成工艺制备层状正极材料LiCoO_2,研究热处理温度和热处理时间及Li/Co物质的量比对合成产物中LiCoO_2的纯度、晶体结构及微观形貌的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜分析合成产物的相组成及其微观形貌。结果表明,制备LiCoO_2的最佳工艺条件为:Li/Co物质的量比1.000∶1.000、C6H12N4/Co物质的量比1.0∶3.0、热处理温度800℃、热处理时间1.5h,所得产物中LiCoO_2相纯度接近100%,且晶体具有较好的层状结构。     

稀土钼杂多配合物催化合成尿囊素的研究

合成制备了稀土钼杂多配合物K11[Y(PMo11O39)2],并以之作为催化剂,双氧水为氧化剂,乙二醛和尿素为原料合成尿囊素。探讨研究了催化剂量、反应温度、反应时间及n(C2H2O2)∶n(H2O2)对尿囊素收率的影响。得到了适宜的合成条件为:n(C2H2O2)∶n(H2O2)=1.0∶1.1,氧化反应温度约为5℃~8℃,尿囊素生成温度约为75℃~80℃,反应时间7小时,在该条件下尿囊素的收率可达28.75%。     

共沸蒸馏法制备W-ZrO_2复合粉末的相变过程及微观结构表征

以(NH4)6H2W12O40·xH2O(偏钨酸铵)和Zr(NO3)4·3H2O(硝酸锆)为原料,并以CH_3CH_2OH(乙醇)和CH_3CH_2CH_2CH_2OH(正丁醇)为分散剂,采用共沸蒸馏法制备出W-2%ZrO_2复合粉末,利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对粉末制备过程中不同阶段产物的物相、形貌及微观结构进行了分析与表征。结果表明:在共沸蒸馏过程中,(NH4)6H2W12O40·xH_2O与Zr(NO3)4·3H2O发生共沉淀反应,生成WO3·mH2O和Zr(WO4)2·nH_2O复合络合物。这种复合络合物较蒸发结晶法所制备的前驱体粉末具有更好的分散性且无硬团聚,经750℃煅烧后转变为由m-ZrO_2和WO_3组成的复合氧化物粉末;再经两段还原(一段还原温度750℃,二段还原温度800℃,还原时间均为2h)后,复合粉末中仍存在WO_2包覆ZrO_2的颗粒,其结构为椭圆形蠕虫状,粒径为15~20nm。当二段还原温度提高到900℃后,复合氧化物粉末完全转化为具有多面体球形和方形结构的W-ZrO_2复合粉末。     

聚合物分散剂掺杂制备纳米Co3O4研究

以硝酸钴为原料 ,尿素为沉淀剂 ,聚乙二醇分散剂掺杂 ,采用均匀沉淀法制备纳米Co3O4 。高分子分散剂聚乙二醇 ( 10 0 0 )的加入在反应和煅烧中可减少纳米粒子的团聚。制备的条件为 :硝酸钴的浓度为 0 .5mol·L- 1 ,尿素与硝酸钴的摩尔比为 4∶1,聚乙二醇 ( 10 0 0 )的用量为5 0g·L- 1 ,反应时间 3～ 4h ,反应温度 10 0℃ ,煅烧温度 3 5 0℃。制备得到直径为 14nm ,长度为 0 .2 8μm的球链状纳米Co3O4 。