原位氮化法制备TiN纳米粉体

用溶胶凝胶法合成的纳米TiO2粉体作为原料,将该粉体在氨气中进行原位氮化制备了TiN纳米粉体.用XRD,TEM,化学分析等手段对合成的TiN纳米粉体的物相组成、形貌、成分进行了分析.实验分析表明:在1000℃和1100℃下分别氮化5h,可以制备粒径大约为40nm和80nm的TiN粉体,其TiN的含量分别为95.40;和98.37;;而在1000℃条件下氮化时间减少到2h时,TiN的含量仅为58.36;.氮化温度和氮化时间是合成纳米TiN的重要因素,提高合成温度和延长氮化时间均可形成纯度较高的TiN纳米粉体,但延长氮化时间更有利于获得粒径小的氮化钛粉体.     

还原氮化温度对氮化铌纳米管组成、结构与电化学性能影响研究

以铌箔为基底,用阳极氧化法结合氨气还原氮化法制备出氮化铌纳米管,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等结构表征手段和循环伏安法(CV)、充放电(GCD)和交流阻抗法(EIS)等电化学测试手段研究了还原氮化温度对纳米管的物相、形貌以及电化学性能的影响.结果表明,还原氮化后出现了氮化铌物相,以氧氮化铌固溶体形式存在,当还原氮化温度为700℃时,氮化铌纳米管阵列结构均匀,纳米管的孔内径约为35 nm,管壁厚度约为12 nm,纳米管长度约为1.5μm,样品中内在阻抗和电荷转移电阻较小,在电流密度为0.1 mA/cm2时,其比电容为400μF/cm2.     

氨气氮化Ga2O3粉体合成GaN的生长机制研究

以Ga2O3为主要原料,通过氨气氮化反应合成了单相GaN粉体.利用X射线衍射(XRD)、扫瞄电镜(SEM)和荧光光谱(PL)分析在900～1050 ℃范围内,氮化温度和时间对产物的影响.结果表明:氮化温度在920 ℃以上时能够生成纯度较高的六方铅锌矿型GaN粉体,反应温度达到1000 ℃时,合成的粉体具有良好的结晶性能;当反应温度为1000 ℃,氮化时间为1.5 h时,所得样品发光性能优异.反应产物初始的平板和柱状结构显示了系统反应开始为气-固机制(V-S),但随时间的延长转变为以分解-重结晶为主导的合成机制,该机制使得粉体颗粒细化,并随着反应温度的提高以及氮化时间的延长,细化效果更加明显.     

双重辅助氮化添加剂低成本制备AlN粉体材料

采用镁粉(Mg)和氯化铵粉末(NH4Cl)做双重辅助添加剂,铝粉与氮气为反应物,采用直接氮化法制备出低成本的氮化铝粉末样品.采用XRD和SEM分别进行了物相分析与形貌观察,并分析了Mg和NH4 Cl的双重辅助氮化作用.结果表明,Mg和NH4Cl是两种低残留添加剂,在氮化过程中,能有效阻止铝粉溶化结块,得到的反应产物为含有极少量残余铝成分的蓬松多孔状的氮化铝粉末,其表面堆积AlN晶须.然后通过酸洗工艺去除未反应完全的残余铝粉,酸洗后的反应产物为纯度高、颗粒细小、粒度均匀的AlN粉末.     

氮化铝纳米线直接氮化制备工艺优化及形成机理分析

采用金属铝粉与氮气在一定温度下直接反应的方法,利用金属镁粉与NH4 Cl双重辅助氮化的优越性,制备出性能较好的氮化铝粉体纳米材料,主要包括纳米颗粒及纳米晶须.通过优化反应物的添加剂配比、反应温度、保温时间等反应条件,得到了形貌较好的氮化铝纳米线材料.在此基础上分析了氮化铝纳米线的反应生成过程,并采用VS机制对纳米线的生长机理进行了解释.     

磷石膏常压酸化法制备无水硫酸钙晶须的实验研究

以磷石膏为原料,一步常压酸化法制备无水硫酸钙晶须.采用单因素实验方法研究了盐酸浓度、反应温度、反应时间和固液比4个因素对制备硫酸钙晶须的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对反应产物样品的物相、微观形貌进行了表征.结果 表明:在盐酸浓度为5 mol/L、反应温度为90℃、反应时间为3h和固液比为0.10g/mL的条件下,一步法制备出了直径为1～4μm、长径比为3～8的无水硫酸钙晶须.分析认为,无水硫酸钙晶须是在二水硫酸钙溶解量达到其过饱和度后从溶液中结晶形成的.     

直流电弧等离子体喷射法制备氮化碳薄膜研究

以H2、N2和CF4气体为前驱体,用直流电弧等离子体喷射设备在不同基底温度条件下于钼/金刚石过渡层基底上制备了氮化碳薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对表面形貌和组织成分进行了表征.结果表明,当基底温度为900℃时,所沉积材料已初具晶型;所沉积材料含有α-C3N4和β-C3N4相成分.同时,提出在金刚石表面制备氮化碳时金刚石相刻蚀和氮化碳相生长同时进行的模型,较好地解释了不同基底温度条件下的膜材料沉积现象.     

热熔还原法制备超硬复合相氮化碳及其工艺探索

本文采用热熔还原法,以聚氯乙烯、氯化铵、氧化铁为原料制备复合超硬相氮化碳(α/β-C3 N4).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.在此基础上分析了不同温度和原料配比下合成复合相C3 N4的物相组成及形貌变化.结果表明样品形貌随着原料配比的不同在颗粒、棒状、纳米线之间转变.当C、N和Fe之间摩尔比为3:4:0.4时,所制备出的样品呈纳米线状,纳米线的直径约为15 nm,结晶性良好.而在其它配比下,只能获得棒状或颗粒状α/β复合相C3 N4.     

用粉煤灰和高岭土混合原料合成β-Sialon粉体

以粉煤灰、高岭土混合物为原料,采用碳热还原氮化法制备了不同z值的β-Sialon粉体.研究了原料组成(Si/Al值)、活性炭配量以及反应温度对合成产物物相的影响.利用X射线衍射仪分析产物物相的组成,用扫描电子显微镜对产物的显微形貌进行分析.结果表明,当原料中Si/Al值为1.5,配炭量过量100;时,在1450℃保温6h条件下,可以合成主要物相为Si3Al3O3N5(β-Sialon,z=3)的粉体,粉体的显微形貌呈现纤维状;当原料中Si/Al值为1.7,配炭量过量150;时,在1450℃保温6h条件下,可以制备主要物相为Si4Al2O2N6(β-Sialon,z=2)的粉体,粉体的显微形貌呈现纤维状和板状.     

三水碳酸镁合成与形貌演变过程研究

设计正交实验,以MgCl2·6H2O和NH4HCO3为原料,采用低温水热法合成三水碳酸镁晶须.通过改变实验条件,实现了对三水碳酸镁晶须形貌的调控.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物结构和形貌进行了表征.结果表明:反应温度40～ 50℃、n(Mg2+)∶n(HCO3-)=1∶2.2、pH =8.8 ～9.0、搅拌速度130 r/min、陈化时间3h、反应时间70 min,制备出的MgCO3·3H2O晶须呈一维针状,沉降性能好,长径比可达29.60.最优实验条件同样适用于卤水资源体系.