微波辅助水热合成条件对直接合成纳米HZSM-5晶体性质的影响

利用微波辅助水热合成法直接制备了纳米HZSM-5晶体.采用XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对合成样品进行了分析表征,研究了晶化温度和时间对合成产物晶体性质的影响.结果表明,晶化温度和时间对微波辅助水热直接合成产物微观形貌、晶粒尺寸和分散度影响明显.较低的晶化温度和较短的晶化时间均难以形成形貌规则的HZSM-5晶体.随着晶化温度的升高,合成样品逐渐变为球形晶粒、晶粒尺寸逐渐增大、分散度逐渐提高,继续提高晶化温度达180 ℃时,晶粒长大使比表面积稍有降低;随着晶化时间的延长,样品的微孔和介孔增多,比表面积和孔容逐渐增大,继续延长晶化时间,晶体内微孔可能的收缩和晶粒的长大使得样品孔容和比表面积减小.160 ℃和1.5 h条件下制备的HZSM-5分子筛晶体形貌呈球形,晶粒尺寸约为60 nm,分散程度较好;其比表面积、孔容和平均孔径分别为398.45 m2·g-1、0.63 cm3·g-1和6.27 nm;晶体表面具有弱酸特征.     

多孔堇青石的制备

以MgO-Al2O3-SiO2系玻璃为前驱体,合成了枝晶形态的堇青石晶体,并通过酸处理成功制备了多孔堇青石.利用DSC分析(Differential Scanning calorimeter, DSC)、X射线衍射分析(X-ray Diffraction Analysis, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、比表面积及孔径分析等测试方法,研究了形核温度对玻璃析晶性能及晶体形貌的影响,同时探讨了氢氟酸刻蚀时间对多孔堇青石比表面积及孔径的影响.结果表明:768 ℃为形成理想枝晶形貌最适合的形核温度;在947～966 ℃晶化处理均可得到高纯度的堇青石晶体;使用5vol;的氢氟酸刻蚀微晶玻璃40 min,获得的多孔堇青石比表面积达到59.4 m2/g,平均孔径10.9 nm.     

熔盐热法制备ZnWO4纳米晶及其光催化性能

以Na2WO4·2H2O,Zn(NO3)2·6H2O为原料,LiNO3,NaNO3为熔盐介质,采用熔盐热法合成了ZnWO4纳米晶材料,对其相结构和纳米晶生长动力学进行了表征,对比传统水热法,研究了熔盐热剂与水溶剂两种介质类型对纳米晶形貌和光催化活性的影响.结果表明,晶体生长介质对ZnWO4纳米晶形貌会产生重要影响.采用熔盐热法在反应温度为180℃,保温时间为8 h条件下合成了形貌规则,分布均匀的四方板块层状等轴ZnWO4纳米粉体,晶粒尺寸在20～40 nm之间;在相同反应条件下,水热合成的纳米晶为棒状结构,其直径约25 nm,长度在100～200 nm之间;ZnWO4纳米晶的晶体完整度和晶体形貌对其光催化活性会产生重要影响,晶体发育完整的ZnWO4纳米晶具有更高的活性;在晶体发育完整的前提下,粉体的比表面积越大,相应的光催化活性也越高.     

分形理论在硅酸锌系结晶釉研究中的应用

本实验对采用不同工艺条件(析晶温度、析晶保温时间、釉层厚度)制备出具有晶花形貌的硅酸锌系结晶釉,应用分形理论对其晶花形貌进行了研究.结果发现该结晶釉的晶花形貌具有良好的分形特征,并且分形与制备工艺存在一定关系:随着析晶温度的增加,分形维数值与析晶温度除了在1140 ℃时稍有波动,基本上是成反比例关系,结晶形貌的变化趋势由针状或棒状转化为叶片状或圆盘状;随着析晶保温时间的增加,分形维数值逐渐增大,结晶形貌由针微晶逐渐转化成放射状晶体,尺寸也有明显增大的趋势;随着釉层厚度的增加,结晶产物的分形维数明显减小.     

微波辅助水热条件对二乙胺合成SAPO-11晶体结构与性质的影响

以二乙胺为模板剂,利用微波辅助水热合成法制备了SAPO-11晶体,研究了水热温度和时间对合成产物晶体结构性质的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对SAPO-11晶体的物相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸性进行了分析表征。研究结果表明,不同水热条件对SAPO-11晶体结构性质影响较大。反应温度低于180℃时,合成样品仅存SiO2物相,无SAPO-11晶相生成;反应温度高于200℃时,部分SAPO-11晶体二次生长致使晶粒均匀度和比表面积大幅下降;反应时间大于1 h时,SAPO-11晶体生长易转晶生成少量AlPO4-5和CFSAPO-1(C)杂晶相;在反应温度200℃,反应时间1 h条件下制备得到的纯相SAPO-11球形晶粒表面具有弱酸特征,比表面积、孔容和平均孔径分别达199.4 m2·g-1,0.15 cm3·g-1和2.92 nm。     

钙长石晶体的形成机制研究

以分析纯碳酸钙、氧化硅和氧化铝为原料,通过烧结法制备钙长石晶体,研究了煅烧温度和保温时间对钙长石晶相、微观形貌的影响.结果表明:硅灰石和钙铝黄长石是钙长石合成过程的中间产物,随着煅烧温度的升高试样内部形成大量液相,液相的形成及饱和析晶是钙长石形成的主要机制.板状钙长石晶体可以在1400℃的煅烧温度下保温一定的时间(2～8 h)获得,且保温时间越长,钙长石晶体的析出程度越大,晶粒尺寸也越大.     

糯米浆对仿生碳酸钙形貌的影响

以糯米浆为有机调控物质,二氧化碳提供碳源仿生制备出多种形貌的碳酸钙晶体.探索了矿化时间、钙离子浓度对碳酸钙晶体形貌和晶型的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)对制备的碳酸钙表观形貌及结构进行表征.扫描电镜结果表明:以糯米浆为有机调控物质,钙离子浓度和矿化时间对碳酸钙晶体的形貌有一定的影响;XRD及FT-IR图谱表明制备的碳酸钙晶型为方解石和球霰石.     

定位硅酸锌结晶釉析晶动力学研究

本文利用定位结晶法研究了氧化锌和硅酸锌两种晶种对硅酸锌结晶釉釉面晶花的影响,根据结晶动力学理论,对结晶釉中硅酸锌晶体的生长规律和结晶机理进行了探讨,并比较了不同晶种对硅酸锌晶体生长规律的影响.实验结果表明:采用氧化锌和硅酸锌作定位晶种的釉面晶花外观效果基本相同;釉熔体中硅酸锌晶体生长半径与保温时间成线性关系;不同的定位晶种对硅酸锌晶体的生长基本没有影响;结晶常数随着析晶保温温度的提高而增加,当析晶保温温度分别为1150 ℃,1100 ℃和1050 ℃时,所对应的结晶常数依次为1.0911,0.9996和0.7177;即使在同一析晶保温温度下,不同的保温时间段其结晶常数也不同.     

高热膨胀Na2O-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备及性能研究

采用传统熔体冷却法制备了Na2O-MgO-Al2 O3-SiO2玻璃并采用整体析晶工艺制备了微晶玻璃.利用DSC、XRD、SEM等测试手段研究了微晶玻璃的析晶行为和显微结构,探讨了热处理制度对该体系微晶玻璃热膨胀系数、密度、抗弯强度、显微硬度等性能的影响.研究结果表明,当晶化温度为800℃时该体系微晶玻璃主晶相为颗粒状霞石晶体(NaAlSiO4);当晶化温度达到900℃时玻璃中开始析出镁橄榄石(Mg2SiO4)晶体;延长保温时间可显著促进析晶但对晶体种类没有影响.析晶后微晶玻璃的密度、热膨胀系数、抗弯强度和显微硬度值显著增加,其最高热膨胀系数可达14.1×10-6℃-1.所制备的微晶玻璃具有很好的机械性能,当热处理温度为1000℃时,其抗弯强度和显微硬度分别达160 MPa和7.8 GPa.     

硫酸软骨素/L-谷氨酸对碳酸钙形貌及晶体生长影响的研究

根据生物矿化原理,通过CO2的缓慢扩散,在硫酸软骨素(CSB)/L-谷氨酸二元体系中,与富集在有机/无机界面钙离子的结合,合成了不同形貌的碳酸钙.系统地研究了室温下各种因素对碳酸钙晶体形貌和晶型的影响.产物用XRD、SEM和FT-IR进行表征,FT-IR和XRD分析表明:所得的晶体为方解石的晶型,SEM表明体系中CSB的浓度,pH值,CSB/L-谷氨酸的浓度比对碳酸钙形貌起着重要作用.通过改变实验条件得到了椭球型,哑铃型等形貌碳酸钙晶体,并对其可能的形成机理进行了分析.