低温水热合成高纯硅酸锆粉体(英文)

以氧氯化锆和硅酸乙酯为原料,以NaF为矿化剂降低合成温度.采用水热法在160～240℃合成了高纯的ZrSiP4粉体.用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪表征了ZrSiO4粉体的物相组成和显微结构.用氮气等温吸附Brunauer-Emmett-Teller法测试了ZrSiO4粉体的表面积和孔结构.结果表明:当F与Zr的摩尔比为2时,ZrSiO4的结晶温度可降低到160℃.ZrSiO4粉体为纳米纤维组成的椭球,大小约为1 μm.探讨了ZrSiO4粉体的形成机制和F离子的降低结晶温度的作用,F离子可以代替O离子形成Zr-F和Si-F键,降低形成ZrSiO4的能量势垒,促进了ZrSiO4的结晶.     

微乳液-水热法合成超细球形硅酸锆的研究

硅酸锆具有优良的耐腐蚀性和良好的热稳定性等优点。但是,硅酸锆粉体的大晶粒尺寸和高烧结温度限制了它的应用。采用微乳液-水热法合成超细球形硅酸锆粉体,研究了超细球形硅酸锆合成机理和工艺条件。实验结果表明:采用微乳液-水热法获得硅酸锆前驱体。在前驱体中加入1 wt%的氟化锂(LiF),经900℃煅烧0.5 h能够合成晶粒尺寸为50 nm,平均粒径约为300 nm的超细球形硅酸锆粉体。     

纳米硅酸锆的合成

利用水热法制备了纳米ZrSiO4粉体，借助XRO，TEM及SEM等研究了ZrSiO4晶粒相组成，粒度和结晶形貌与前驱物Zr和Si的摩尔比，水热反应温度以及反应时间之间的关系，并对ZrSiO4的合成机理进行了实步研究。     

以CA为络合剂水热法合成硅酸锆粉体的研究

以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物,LiF作为矿化剂,柠檬酸(CA)作为络合剂,去离子水为溶剂,采用水热法在碱性条件下制备了形貌均匀的硅酸锆(ZrSiO4)粉体.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,研究了CA/Zr比对络合能力的影响,以及制备过程中pH值、反应时间及反应温度等因素对ZrSiO4粉体合成的影响.研究结果表明:当CA/Zr=0.75时能够有效络合Zr4+.通过调节pH值,可以获得片状、圆饼状等形貌的ZrSiO4粉体.反应时间和反应温度,也会影响ZrSiO4粉体的晶体生长过程,当水热反应温度为200℃,水热时间为24h,pH值为9时制得的ZrSiO4粉体形貌较均一.     

溶胶-凝胶法制备硅酸锆的工艺研究

以正硅酸乙酯[Si(OC2H5)4]和氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为原料,乙醇和去离子水作溶剂,NaF作矿化剂,采用溶胶-凝胶法合成硅酸锆粉体,研究制备工艺对其合成的影响,并利用XRD、SEM等测试手段分析了硅酸锆的晶相组成及其微观形貌。结果表明:样品中没有添加矿化剂时,ZrSiO4的初始合成温度高达1250℃以上,样品中加入矿化剂Na F后,经550℃热处理后就开始出现ZrSiO4的衍射峰,当温度逐渐上升至800℃时,硅酸锆的结晶程度良好并且其合成率也很高。     

机械激活制备硅酸锆包覆硫硒化锌隔热色料EI北大核心CSCD

采用先均质分散以机械激活经溶胶–凝胶法合成的硅酸锆(ZrSiO4)包覆层前驱体和以共沉淀法合成的ZnSxSe1–x隔热色料前驱体,低温煅烧后,原位制备了ZnSxSe1–x@ZrSiO4包覆色料。分析了包覆色料的化学结构、颗粒形貌、热稳定性、呈色及耐酸/耐碱性,并探讨了其形成机理,评估了涂覆包覆色料的近红外反射瓷砖的隔热效果。结果表明:对合成的ZrSiO4前驱体进行机械激活,提高了其反应活性和均匀性,并降低了其析晶活化能,从而有利于降低ZrSiO4的后续结晶温度。在原位包覆过程中,ZrSiO4包覆层晶体的形成与ZnSxSe1–x色料的合成可同时发生,再经低温(700℃)煅烧的ZrSiO4晶粒逐渐长大并致密化,实现了对ZnSxSe1–x色料颗粒的原位致密包覆。制备的ZnSxSe1–x@ZrSiO4包覆色料具有优异的颜色、高温热稳定性及化学稳定性。与白色底釉陶瓷砖相比,涂覆了包覆色料的NIR反射瓷砖釉面可吸收较少的能量和NIR辐射,使得瓷砖表面温度降低,具有优良的隔热效果。     

不同制备条件对硅酸锆超细粉体水热法合成影响的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和氧氯化锆(ZrOCl_2·8H_2O)为原料,氟化锂为矿化剂,去离子水为溶剂,采用水热法制备硅酸锆粉体。研究了制备工艺中前驱体的Zr/Si摩尔比,前驱体溶液的pH值等因素对硅酸锆粉体合成的影响。并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对粉体进行表征。研究结果表明:前驱体中Zr/Si摩尔比影响着硅酸锆粉体的合成率,其最佳摩尔比为1.2∶1。前驱体溶液的pH值对硅酸锆粉体的合成有着重要的影响,pH值为9时最有利于合成硅酸锆粉体,此条件下所得粉体平均粒度大小在500~600 nm。     

Yb:YVO4多晶粉体的合成与性能表征

采用液相共沉淀法合成了Yb:YVO4多晶粉体.利用X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜、红外光谱、荧光光谱测试手段,对前驱体及煅烧粉体的结构、形貌及光谱性能进行了研究.结果表明:粉末样品的衍射峰的分布和相对强度与标准YVO4的基本一致.热重分析表明,1 000℃煅烧时,Yb:YVO4粉体总质量损失为13.59%,随着煅烧温度的提高,前驱粉体颗粒尺寸不断增加.800℃煅烧后的粉体为纳米级Yb:YVO4纯相粉体,1000℃煅烧后的粉体粒度约170nm、粒径均匀、分散性和流动性好.荧光光谱表明:主要发射峰位于1 025.76nm,是Yb3 的基态2F7/2与激发态2F5/2能级跃迁导致的荧光发射.     

非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆

以工业纯ZrCl4、Si(0C2H5)4为前驱体，通过非水解溶胶-凝胶法合成了硅酸锆。采用DTA-TG和XRD等测试手段研究了凝胶热处理过程中的物相变化。结果表明：当热处理温度为700℃时，随着缩聚反应温度的不断提高，粉体中m -Zr02晶体衍射峰逐渐增强，但由于煅烧温度较低，此时Si02为非晶态，因此未形成ZrSiO...     

微波水热合成ZrO2-8%Y2O3纳米粉体

以Zr（OH）4和Y（OH）3的共沉淀为前驱体,在碱性介质中用微波水热法合成摩尔分数为8％的氧化钇稳定氧化锆（yttria stabilized cubic zirconia,YSZ）纳米粉体。通过X射线粉末衍射仪、透射电镜和等离子发射光谱等表征粉体的性能。研究了微波水热法的反应温度、时间和前驱物浓度对反应产物形貌、粒度等的影响。获得了制备具有纳米立方相结构的YSZ粉体的最佳工艺参数：粉体粒度为5～10nm,产物纯度为99％。结果表明：温度为200℃时,产物粒径较小且均匀。微波水热制备YSZ的最佳反应时间为20～40min。前驱物中Zr^4＋的最佳浓度为0.2mol／l。增大碱性介质KOH的浓度对产物的晶型和粒度影响不大。     

Microwave-Hydrothermal Synthesis of Nanocrystalline Zirconia Powders

Nanosized zirconium oxide (ZrO₂) powders were prepared by adding NaOH to a zirconyl chloride aqueous solution under microwave-hydrothermal conditions. The obtained results showed that the tetragonal polymorph increased with increasing NaOH concentration in the starting solution and reached the maximum value by using 1 M ZrOCl₂. The microwave-assisted hydrothermal synthesis is expected to be able to process continuously, and may lead to energy savings because of rapid heating to temperature and increased kinetics of crystallization. This method is very simple and can lead to powders with desirable characteristics such as very fine size, narrow size distribution, and good chemical homogeneity.     

粉煤灰微波-水热合成法制备分子筛的研究进展

煤炭燃烧与转化过程产生大量的固体废弃物粉煤灰,其大量排放与堆积造成的环境污染已引起人们的广泛重视,以粉煤灰为原料制备分子筛是粉煤灰资源化利用的重要途径。传统水热合成加热方式所需合成时间较长,能量消耗量大;微波加热可极大地缩短反应时间,并对产物晶粒大小、纯度和分子筛产品性能有明显改善。本文介绍了微波-水热合成法将粉煤灰转化为不同类型分子筛的反应机理及其所制备的分子筛产品的应用,分析了粉煤灰制备分子筛过程中阴离子和阳离子、前驱液的碱度、晶种、加热方式等关键因素的影响,讨论了粉煤灰经过分级处理和除杂后,用微波-水热相结合替代传统加热对分子筛产品纯度、晶粒尺寸、孔径分布的调控和优化规律,为粉煤灰合成不同种类分子筛提供了重要的理论指导与发展方向。同时提出了将煤粉炉粉煤灰经除杂和分级处理获取其中的硅铝组分、通过调控硅铝比以微波-水热合成制备方沸石的新工艺,为粉煤灰资源化利用开辟了新途径。     

溶胶-凝胶微波加热合成Ca_(2.7)La_(0.3)Co_4O_9前驱粉

以硝酸钙、硝酸钴、硝酸镧和柠檬酸等为原料,用溶胶-凝胶法制备出凝胶,在100℃下烘干,然后用微波炉加热,合成了Ca2.7La0.3Co4O9前驱粉体。讨论了微波合成参数对粉体晶相和晶粒度的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对制备的粉体进行了测试。结果表明,溶胶-凝胶结合微波加热法可以在较短的时间内制得Ca2.7La0.3Co4O9粉体,且晶形发育比常规加热更完善。微波高火加热20min,可得到纯相的Ca2.7La0.3Co4O9前驱粉。     

Manipulation of Lewis acid–base complexation in the Zr-centered quaternary system for monodisperse spherical zircons

Zircon (ZrSiO₄) is a distinctive material widely investigated and applied for its superb physicochemical advantages. To date, great challenges remain in the synthesis of high-quality zircon powders for their stringent crystallization requirements at elevated temperature and inherent preferential growth along the [200] direction. Herein we, for the first time, present monodisperse spherical zircon (MSZ) powders synthesized via a facile one-step hydrothermolysis at 200 °C by rationally manipulating the Lewis acid–base complexation of zirconium with competitive ions (Lewis basic R ligands) in a Zr–OH–R–F quaternary system. Systematical investigations were revealed encircling the complexation of Zr⁴⁺ with the R ligands from various sources, which involve the adjusting acids (HR), Zr/Si reactants and halogen-containing mineralizers. Sufficient acidity from the adjusting acid and weak enough Zr–R affinity are confirmed as two paramount factors modulating the crystallization and growth of high-quality MSZ crystals, which undergo a unique metamorphic morphological transition from monolayered, to multilayered, to donut-shaped and ultimately to micrometer-sized spherical particles. The hydrothermal zircons are first confirmed as Zr-deficient (Zr/Si ratios <1.0) zirconium silicates as (ZrO₄)_1–xSi[(OH)_1–y·R_y]_4x, rather than the Si-deficient Zr(SiO₄)_1–x[(OH)·R]_4x as initially proposed and hitherto generally accepted. The MSZ powders exhibit fair thermal stability and terrific monodispersity even after calcination at 1100 °C, superior photoreflectance and much lower thermal conductivity (0.18–0.48 W m^?1 K^?1) over non-spherical zircons. The novel MSZ powders provide arresting prospects to extend the applications of zircon in many traditional and emerging fields.     

微波法制备磷酸锆的研究

采用氧氯化锆为锆源、氟化铵为络合剂、磷酸为磷源,在低温（〈100℃）和常压条件下,微波辅助加热法在较短时间内制备得到规则的六角形片状结构Zr（HPO4）2·H2O（简写为α-ZrP）晶体。研究了不同反应物浓度下NH4F与ZrOCl2·8H2O摩尔比、磷酸与ZrOCl2·8H2 O摩尔比、反应时间、反应温度等因素对于合成磷酸锆晶体的影响。产物采用XRD、 SEM和FT-IR表征。以罗丹明B为降解对象,可见光下研究所制备磷酸锆的光催化性能。结果表明,当[ Zr^4＋]=0.02 mol/L, NH4 F/Zr=6和P/Zr=40,微波加热温度90℃,反应时间为30 min时制备的磷酸锆具有良好的光催化活性。     

低温水热合成四方相纳米二氧化锆

用硝酸锆作原料，180℃下水热反应18h制得二氧化锆纳米粉体.用XRD、TEM等对所制备粉体作了表征.结果表明硝酸锆直接水热反应，在不同pH条件下，均得到单斜相和四方相混合的ZrO₂粉体.当反应料液中加入一定量的丙三醇时，控制一定pH，硝酸锆180℃水热反应可直接得到单纯四方相ZrO₂粉体，粉体颗粒的粒径在10nm左右.丙三醇的加入还使粉体的粒径更加均匀.对比同样条件下未加入丙三醇的实验表明，丙三醇在实现低温水热合成四方相二氧化锆的过程中起到了重要作用.     

用于低损耗特种玻璃熔炼的高纯致密锆英石的研制

以纯度大于99.9%(质量分数)的高纯ZrO₂和SiO₂为原料,少量TiO₂为添加剂,采用高温固相法合成高纯锆英石(ZrSiO₄)粉料。研究温度和反应时间对高纯锆英石合成效率的影响,发现粒度小于50 μm的原料粉末经1 500 ℃反应48 h后,ZrSiO₄相的含量可以达到95.77%(质量分数)。将合成的高纯锆英石粉料球磨并冷等静压成型后,在1 550 ℃高温烧结成高纯致密锆英石砖。高纯致密锆英石中杂质Fe的含量仅为29 μg/g,Cu的含量小于1 μg/g,是普通商用致密锆英石的1/10;对磷酸盐玻璃静态光吸收损耗的影响仅为普通致密锆英石材料的1/3。将这种高纯致密锆英石材料用于激光玻璃窑炉,有助于降低玻璃对1 053 nm激光的损耗,提升激光玻璃的激光性能。     

榍石的低温合成

采用氯化钙、正硅酸乙酯、钛酸丁酯为初始原料,氢氧化钾作为矿化剂在热液条件下低温制备榍石(CaTiSiO5)粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段对合成物相进行分析,实验结果表明:在水热条件下,控制钙钛硅摩尔比为1∶1∶0.7,pH值=9,温度为230℃时,可得到榍石粉体,远低于传统固相反应的合成温度。最终所得到的粉体粒径比较均匀,多为5μm左右的球形颗粒。     

One-step hydrothermal microwave-assisted synthesis of LaFeO3 nanoparticles

Lanthanum orthoferrite (LaFeO₃) powders were synthesized via a highly efficient one-step hydrothermal microwave-assisted synthesis at relatively low temperatures of 240 °C and pressure of 60 bar. The use of microwave irradiation for heating during the synthesis intensifies the LaFeO₃ crystallization process leading to reduced synthesis duration at least 16 times as compared with conventional heating (3 versus 48 h).