水热法制备铁酸铋及光催化性能研究

以金属硝酸盐、硝酸、氢氧化钠和去离子水为原料,采用水热合成法来制备铁酸铋.研究了水热温度、pH值、水热反应时间对合成反应的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、振动样品磁强计等手段对制备的铁酸铋纳米粉体的相结构、微观形貌进行了表征.结果表明,水热产物和形貌依赖于水热反应条件,通过水热反应条件的调控,制备出平均粒径在300hm左右的BiFeO3纳米颗粒.最后,以甲基橙为目标降解物,研究了BiFeO3纳米颗粒在可见光下的光催化性能.光催化实验显示制备的铁酸铋纳米颗粒在可见光下具有良好的光催化活性.     

Coordination polyhedron growth mechanism model and growth habit of crystals

A new growth mechanism model, coordination polyhedron growth mechanism model, is introduced from the angle of the coordination of anion and cation to each other at the interface. It is pointed out that the force driving the growth unit to enter the crystal lattice is the electrostatic attraction force between ions, whose relative size can be approximately measured by the electrostatic bond strength (EBS) that reaches a nearest neighbor anion (or cation) in the parent phase from a cation (or anion) at the interface. The growth habits of NaCI, ZnS, CaF2 and Csl crystals are discussed, and a new growth habit rule is proposed as follows. When the growth rate of a crystal is determined by the step generation rate, the growth habit of this crystal is related to the coordination number of the ion with the smallest coordination rate at the interface of various crystal faces. The smaller the coordination number of the ion at the interface, the faster the growth rate of corresponding crystal face. When the growth     

负离子配位多面体生长基元的理论模型与晶粒形貌

本文介绍了一种新的形貌判定准则--配位多面体生长习性法则.首先在负离子配位多面体生长基元模型的基础上建立了晶体的生长机理模型和界面模型,在此基础上提出了晶体形貌判定法则.即晶体的各晶面的生长速度与其结构中的配位多面体在界面上显露的元素种类有关.显露配位多面体顶点的晶面生长速度快,显露面的晶面生长速度慢,显露棱的晶面生长速度介于两者之间.此外,晶体的各晶面的生长速度还与配位多面体在界面上显露的元素数目有关.显露配位多面体元素数目多的晶面生长速度快.根据此法则成功地解释了γ-AlO(OH)晶体和极性晶体ZnO,SiO2的形貌特征.最后,本文还提出了两种晶体形貌的调制方法,即添加剂调制法和过饱和度调制法.成功地调制了ZnO晶体的形貌.     

水热条件下氧化物枝蔓晶的形成

本文在采用水热盐溶液卸压技术制备氧化物粉体时发现制得的氧化物颗粒之间按一定的规律连生在一起,形成类似于枝蔓晶的生长形态.通过对其连生方式的分析发现,在过饱和度较低的条件下连生也存在各向异性.即晶粒生长速度快的晶面易连生在一起.     

水热盐溶液水解法制备ZrO2纳米晶的取向连生与配向附生

本文报道了采用水热盐溶液水解法制备氧化锆粉体的研究成果.给出了ZrO2粉体的形貌和前驱物、温度的关系,发现当采用ZrO(NO3)2溶液为前驱物,温度升高到250℃时制得的ZrO2粉体的晶粒之间出现取向连生和配向附生现象.作者从负离子配位多面体理论模型角度,提出了把晶粒当作一个大生长基元来考虑,从而更合理地解释了取向连生和配向附生存在的规律性.也从亚微观角度进一步验证了负离子配位多面体理论的合理性.     

水热条件下Cu2O的连生习性

Cu2O具有立方体、八面体、菱形十二面体、四角三八面体、三角三八面体等多种单形。其形貌特征因不同的制备方法而各异。本文首次发现在水热条件下，Cu2O出现取向连生的形貌特征。{100}面为连生面。利用负离子配位多面体生长基元理论模型地解释了这种现象。     

离子晶体生长机理及其生长习性

从阴、阳离子在界面上互相配位的角度介绍了一种新的微观生长机理模型,指出了生长基元进入晶格的驱动力为离子之间的静电引力,其相对大小由各界面上离子的静电键强近似测定.讨论了完好晶体(如ZnS、CsCl、PZT和PbWO4晶体)的生长习性.提出了一种新的生长习性判定法则.即当晶体生长由台阶产生速度决定时,晶体的生长习性与晶体中络合能力最小的离子在各界面上的配位数有关.在界面上离子的配位数越小,该晶面的生长速度越快.当晶体的生长速度由台阶移动速度决定时,晶体的生长习性与晶体中络合能力最小的离子在界面上的密度有关.在界面上离子的密度越小,该晶面的生长速度越快.     

晶体的生长习性与配位多面体的形态

本文由配位多面体生长习性法则分析了ZnS,锐钛矿和γ-AlO(OH)晶体的生长习性.发现ZnS晶体的各晶面的生长速度为:v(111)＞v(001)=v(010)=v(100)＞v();锐钛矿各晶面的生长速度为:v(010)=v(001)＞v(110)＞v(111);γ-AlO(OH)晶体各晶面的生长速度为:v(100)＞v(001)＞v(101)=v(110)＞v(010).此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好.指出了当晶体结构中配位多面体只有一种方位时,此晶体的生长习性与配位多面体的形状相类似.即配位多面体顶点指向的方向生长速度快;面指向的方向生长速度慢;棱指向的方向生长速度介于两者之间.此外,本文还指出了PBC理论在分析极性晶体的生长习性时存在的缺点.     

BaTiO3,CeO2和NaCl晶体的生长习性

在各种晶体的结构类型中BaTiO3、CeO2和NaCl晶体的结构相对比较简单,但是它们的生长习性一直得不到合理的解释.如PBC理论很难合理解释BaTiO3、NaCl和CeO2晶体的生长习性及习性变化.本文采用配位多面体生长习性法则研究了BaTiO3晶体,CeO2晶体和NaCl晶体的理论生长习性.发现BaTiO3晶体的生长习性为立方八面体;CeO2晶体的生长习性为立方体;NaCl晶体的生长习性为八面体,解释了溶液的过饱和度对NaCl晶体的生长习性的影响.