水热体系中表面活性剂对合成羟基磷灰石晶体的影响

以CaCO3和CaHPO4·2H2O为前驱物,利用XRD、SEM及FT-IR系统研究了水热体系中不同表面活性剂对合成羟基磷灰石(HAP)晶体微结构及晶体生长的影响,同时利用配位体理论对其生长机理进行了探讨.结果表明:不同类型表面活性剂对合成HAP晶体的分散性、微结构及结晶度有一定的影响,添加菲离子型表面活性剂制备的HAP晶体规整性、完整性、分散性、均一性、结晶度较好,长径比较大,呈一维纳米结构.非离子型表面活性剂种类的不同对HAP晶体的微结构及分散性也有一定的影响.阳离子型表面活性剂的加入对HAP晶体a、b轴方向的OH-Ca6,生长基元起到一定的促进作用,合成的HAP晶体长径比较小,长约1.1～1.5 μm,径向直径约为100～140 nm,阴离子型的促进作用明显大于阳离子型表面活性剂.EDS及FT-IR分析证实,水热环境下表面活性剂仅起到形貌调控和分散作用,对HAP产物的纯度没有任何影响.     

碱土金属离子对ZnO极性生长的影响

本文采用水热法,以3mol/L KOH为矿化剂,填充度35%,温度430℃,通过添加适量比例的MgCl2.7H2O和CaO,合成了非极性生长的ZnO晶体。当Mg2 :Zn2 =2%和Ca2 :Zn2 =2~3%时,晶体c轴方向生长速度明显减弱,{0001}方向的极性生长得到控制,所合成的晶体大面积显露正极面 c{0001},同时显露负极面-c{1001-}、正锥面 p{101-1}、负锥面-p{101-1-}和柱面m{101-0}。X光能谱(EDS)没有检测到晶体中含有碱土金属离子。     

基于电石渣的硬硅钙石晶须的制备与表征

利用水热合成工艺,以电石渣作钙源合成了硬硅钙石晶须.用HCl对电石渣进行酸洗除杂,采用控制电石渣浆pH值,Ca(OH)2选择性溶解的方法去除电石渣中的其它杂质.采用ICP、XRD、SEM和DSC-TG分析了电石渣酸洗后的杂质含量及产品的晶相组成、微观形貌和耐温性.结果表明:控制pH值让电石渣中的化学组分选择性溶出,可使电石渣得以净化,成为制备硬硅钙石晶须的钙源;不同酸洗pH值、水热合成温度及保温时间对电石渣钙回收率、杂质去除率及合成的硬硅钙石晶须形貌具有很大的影响.比较适宜的制备条件是:电石渣酸洗pH=8、水热合成工艺参数220 ℃保温20 h.制备出的硬硅钙石晶须长径比为100～400,最高使用温度可达1000 ℃.     

碳酸钙晶须的制备及含硫化合物对碳酸钙晶须影响的研究

在碱性环境下(pH＞ 12)采用衬底溶液双滴加法制备了形貌均匀且长径比大于10的文石型碳酸钙晶须.探讨了衬底液浓度、温度等因素对碳酸钙晶须生长的影响;研究了硫化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠对碳酸钙晶须生长过程的影响;通过扫描电子显微镜和X射线衍射对样品的形貌和物相进行了表征.结果表明:衬底液Ca2+浓度为0.4 mol/L、温度为80 ℃时最有利于文石型碳酸钙晶须的生长;随着含硫化合物的增加,文石型碳酸钙晶须的长径比与质量分数均逐渐减小,且方解石型碳酸钙含量逐渐增加.     

以环糊精为模板水热合成羟基磷灰石

以Ca(NO_3)_2和Na_3PO_4为反应物,以β-环糊精(β-CD)为模板剂,采用水热法合成分散性较好的棒状羟基磷灰石(HA),讨论了β-CD浓度、溶液pH值、煅烧温度对HA形貌的影响.用X射线粉末衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和电导率测定等分析方法对所制得的样品进行了表征.结果表明,β-CD质量分数在0.4 ;～2.0 ;的范围内,随着β-CD浓度的增大,HA的晶体变长且分散性有所改善.随着pH值的升高,长径比明显减小.以β-CD为模板制备的HA的煅烧团聚作用明显小于无β-CD模板制备的HA.本文还分析了β-CD作用的可能机理.     

水热体系中不同前驱物对合成镁铝水滑石微结构的影响

以不同的镁源、铝源组合为前驱物,利用XRD、SEM及EDS比较研究了水热体系中不同的前驱物组合对合成镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs)晶体微结构及晶体生长的影响,同时利用生长基元的配位体理论对其生长机理进行了初步探讨.研究结果表明:当固定体系的pH =12,水热温度120℃、水热时间18h的条件下,不同的前驱物组合均可以合成结晶度较好的镁铝水滑石晶体;但不同的镁源、铝源组合对产物的物相、分散性、结晶规整性、厚径比、纯度、大小及微结构有一定的影响.当镁源固定为MgCl2,铝源分别为Al2O3、Al(NO3)3、AlCl3时,不溶性氧化铝合成的LDHs规整性、分散性及纯度较差,晶体发育不完整;当铝源分别为溶解度较好Al(NO3)3、AlCl3时,合成产物LDHs晶体的结晶度、规整性、分散性及纯度较好,但由于溶解度和相连阴离子极性的不同,造成产物微结构的微小差异;当镁源固定为溶解度较大的Mg(NO3)2时,铝源分别为Al(NO3)3、AlCl3时,同溶解度较小MgCl2相比,更有利于合成结晶度、规整度、尺寸更小的镁铝水滑石晶体.溶解度较大的镁源、铝源前驱物组合合成的镁铝水滑石有更高的结晶度和规整度.EDS分析证实,溶解度较差的Al2O3合成的镁铝水滑石纯度较差.溶解度较好的不同镁源、铝源前驱物组合合成的镁铝水滑石不含有任何其它阴离子杂质,平均镁铝比约为3,非常接近LDHs的理论值.     

EDTA辅助Ti3Al/HAP复合材料表面沉积HAP涂层及表征

本研究利用Ca(NO3)2·4H2O,EDTA-2Na,NaH2PO4配制钙磷溶液,将热压烧结法制备的Ti3Al/HAP复合材料进行抛光并酸蚀后,放入钙磷溶液中浸泡矿化.经过一定矿化阶段,可以在复合材料样品条表面形成一层由六方棱柱状HAP晶体组成的致密涂层,SEM测试结果显示,六方棱柱状HAP晶体平行排列,垂直于复合材料表面,XRD图谱显示晶体沿c轴排列,(001)晶面平行于复合材料表面.将上述涂层放入模拟体液中浸泡,可以在其上面再形成一层由细小晶粒组成的涂层,新涂层新晶粒发育不完整,晶体取向不明显.     

砷锗镉晶体的生长和变温霍尔效应研究

采用温度振荡法和改进的布里奇曼法进行了CdGeAs₂多晶合成与单晶生长,生长出ϕ28 mm×65 mm完整无开裂的CdGeAs₂单晶体。用金刚石外圆切割机切割出CdGeAs₂晶片,采用X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱仪(EDS)对合成的多晶粉末和切割出的晶片进行表征。结果表明,合成产物为单相四方黄铜矿结构的CdGeAs₂多晶,晶片的原子百分比接近于理想化学计量比。经傅里叶变换红外分光光度计测试发现,初生长的CdGeAs₂晶体在11.3 μm处的吸收系数为0.117 cm^-1,经过拟合计算得出禁带宽度为0.52 eV。通过变温(110~300 K)霍尔效应测试表明,CdGeAs₂晶体在110~300 K温度范围内都为p型导电,载流子浓度p_H和霍尔系数R_H随温度的升高分别升高和下降,而霍尔迁移率μ_H几乎不变。拟合计算出晶体中受主电离能E_A=0.305 eV,并进一步分析了生长晶体中可能存在的受主缺陷。     

水热反应条件对氢氧化镁晶体微观内应变的影响

用氯化镁和氢氧化钠反应合成氢氧化镁前驱体,通过水热反应制备出氢氧化镁阻燃剂粉体,采用X射线衍射进行表征,分析水热条件对氢氧化镁晶体(101)面微观内应变和晶体生长方向的影响.结果表明:在实验温度范围内,碱浓度和水热时间对氢氧化镁晶体在(101)面微观内应变的影响规律比较明显.碱浓度和水热温度是影响晶体生长方向的主要因素.     

羟基磷灰石对氟离子的吸收作用

用基准NaF配置标准溶液,用氟离子选择性电极测定氟离子的标准曲线,将自制的羟基磷灰石(HAP)粉体放入三组不同配方的NaF溶液浸泡,测定HAP在吸收氟离子的过程中溶液的pH值和氟离子浓度的变化,并利用XRD、TEM、EDS等对吸附氟离子的HAP粉体进行检测.结果表明,HAP对氟离子的吸附动力学相对于Lagergren拟一级速率方程,更符合Lagergren拟二级速率方程,线性相关系数R2为1.降低pH值可以提高氟离子吸收率,HAP在吸收氟离子的同时释放出大量的氢氧根,提高了溶液的pH值.吸收氟离子后粉末晶体的XRD图谱的测试结果与FAP的图谱相一致,微观结构相近均为棒状结构,EDS结果表明粉体晶体结构中掺杂了大量的氟离子,得到的粉末晶体为FAP.